运控课程设计课题举例

设计内容：

单闭环不可逆直流调速系统，控制对象电机参数为：Pn=3Kw,Nn=1500rpm,Un=220V， In=17.5A,Ra=1.25。根据电机参数确定设计方案，主电路设计，控制电路设计系统，动态结构图绘制，调节器设计，校正后系统，动态结构图绘制。

设计要求：

1.绘制系统结构框图，调节器设计； 2.校正系统，绘制系统动态结构图。

设计题目20：错位控制无环流可逆调速系统

设计内容：

熟悉错位控制无环流可逆调速系统的组成结构和系统中各单元环节的工作原理、特性。了解错位控制无环流可逆调速系统的静特性和动态特性，分析错位控制无环流可逆调速系统的优缺点。选择系统方案，完成系统方案的实体设计；要求阐明系统各主要保护环节和系统的动态工程设计，包括转速调节器，电流调节器的结构和参数选择。。

设计要求：

1.实体设计：包括各种功能电路或部件的设计与选择参数计算；

2.保护环节和系统的动态工程设计：包括转速调节器，电流调节器的结构和参数选择； 3.详细分析错位控制无环流可逆调速系统的设计过程。

设计题目21：单闭环直流调速系统

设计内容与要求：

熟悉单闭环直流调速系统的基本构成和工作原理，对所设计系统的静态性能指标和动态性能指标进行分析，根据动态性能指标设计调节器，画出系统的Simulink仿真模型，验证所设计系统的性能。

设计要求：

1. 首先给出总体方案设计，建立系统模型； 2. 系统参数计算、稳定性分析、系统矫正； 3. 系统仿真，实验验证与仿真分析。

设计题目22：转速电流双闭环直流调速系统

设计内容：

对直流双闭环调速系统的电流和转速两个调节器进行设计，先设计电流调节器，再来设计转速调节器，电流环通过电流元件的反馈作用稳定电流，电压换通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，从而使系统达到调节电流和转速的目的。设计要实现电流环和转速环的设计，及调节器参数的选择。

设计要求：

1.ACR结构及参数设计，ASR结构及参数设计；

2. 稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量δi≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量δn≤10%。

3.matlab系统模型搭建及仿真，对仿真结果作出分析总结。

设计题目23：双闭环V-M调速系统中主电路电流调节器及转速调节器的设计

设计内容：

用工程设计方法进行设计，决定转速、电流调节器结构及参数选择；话术双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图。利用matlab/simulink仿真.

设计要求：

1. 熟悉各主要环节的工作原理，整个系统的工作原理； 2. 调节器参数的计算过程；

3. 采用MATLAB中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节

器参数进行校正，验证设计结果的正确性。

设计题目24：三相异步电动机交-直-交SPWM变压变频调速系统设计

设计内容：

设计SPWM控制脉宽调制变频控制器，掌握系统结构和工作原理，理解SPWM控制方法。对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理，画出单元电路图，给出系统参数计算过程。

设计要求：

1. 调速范围5:1，转速稳态精度在10%以内；

2. 额定转速和额定负载时装置效率高于0.9，功率因数高于0.85,电网电压波动10%

时，输出电压波动不大于5%。

设计题目25：电力拖动不可逆直流调速系统设计

设计内容：

根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图；调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）；驱动控制电路的选型设计（模拟触发电路、集成触发电路、数字触发器电路 均可）；动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求；绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图。 设计要求：

1. 调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥

10），系统在工作范围内能稳定工作

2. 动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤8-10%，

调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s。系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续。

3. 调速系统设置有过电压、过电流等保护，并且制动措施。

设计题目26：PWM运动控制

设计内容：

本次课程设计所使用的电机为他励式直流伺服电动机，其电机参数为：Pnom=10kW,， 100r/min, Unom=220V, Inom=55A,Ra=0.5Ω， L=0.0085H。系统运动部分飞轮转矩相应的机电时间常数Tm=0.075s，测速发电机的反馈系数λ=0.01178V.min/r，电流反馈系Ki=0.132V/A。利用MATLAB仿真环境进行控制方案仿真设计，仿真后系统性能满足设计要求。

设计要求：

1. 单位阶跃响应的超调量小于27%； 2. 单位阶跃响应的调整时间小于0.06s； 3. 闭环带宽不小于16Hz。

设计题目27：单闭环直流电机调速系统的设计

设计内容：

确定系统总体方案，设计系统主电路和控制电路；用晶闸管整流实现直流调压，实现直流电动机的无级调速。运用Matlab对设计电路进行相应的仿真。

设计要求：

1. 主电路设计：整流电路及保护电路设计；

2. 控制电路设计：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路； 3. matlab仿真及结果分析。

设计题目28：基于DSP的永磁同步电机调速系统

设计内容：

选用合适的功率器件、驱动电路和控制电路，设计永磁同步电机双闭环调速系统。 设计要求：

1. 要求为调速系统能进行平滑的速度调节，具有较宽的调速范围； 2. 系统静动态特性良好； 3. 有必要的保护和制动措施。

设计题目29：双闭环PWM双极式直流调速系统

设计内容：设计一个基于PWM控制的直流调速系统，系统采用了电流转速双闭环控制，并设计了完善的保护措施，采用PWM技术对直流电机进行调速，完成系统建模和matlab仿真。

设计要求：

1. 系统matlab模型搭建；

2. 电流调节器参数设计、转速调节器参数设计； 3. 通过matlab对系统进行仿真分析。

设计题目30：感应电动机磁场定向矢量控制系统的仿真

设计内容：

设计一个基于磁场定向的带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制变频调速系统。建立感应电动机磁场定向矢量控制系统的数学模型；通过matlab对系统进行仿真分析。

设计要求：

1. 感应电动机磁场定向矢量控制系统建模，并搭建simulink框图； 2. 通过matlab对系统进行仿真和分析。

设计题目31:正弦脉宽(SPWM)变频调速系统

设计内容：

熟悉SPWM变频调速的工作原理，掌握变频调速控制方式。完成系统整体硬件电路设计，包括主电路设计、控制电路设计、驱动保护电路设计。并对系统进行仿真调试，对调试结果进行分析总结。

设计要求：

1. 主电路设计包括硬件结构设计和三相电压型逆变电路设计； 2. 控制器设计及参数选择、驱动保护电路设计； 3. 对系统进行仿真调试，并对结果作出分析。

设计题目32：直流电机数字控制系统设计

设计内容：设计一直流电机数字控制系统，要求会建立系统模型，并在matlab搭建系统框图，设计PID调节器和直接数字控制器进行分析，对仿真结果做出分析讨论。

设计要求：

1. 建立直流电机数字控制系统模型，搭建其仿真方框图；

2. 设计PID控制器对系统进行仿真调试； 就仿真结果进行分析总结。

设计题目33：三相异步电动机调压调速系统

设计内容:

熟悉三相异步电动机调压调速系统的组成及原理，利用转速调节器、触发装置、晶闸管交流调压器、测速发电机、三相异步电动机等完成主回路设计和控制回路的设计。对各个参数进行计算，通过调节异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法实现调压调速。

设计要求:

1. 稳态无静差； 2．ASR设计；

3. 电流超调量δi≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量δn≤10％。

设计题目34：基于51单片机的直流双闭环调速系统

设计内容：

熟悉直流双闭环调速系统的工作原理，会建立其动态模型。设计数字式双闭环直流调速系统硬件图，包括主电路设计及参数选择、调节器的选择与计算，PWM控制电机调速。

设计要求：

1. 该调速系统能进行平滑的速度调节，具有较宽的调速范围（D≥20），系统在工作范围内能稳定工作。

2. 系统静特性良好，无静差（静差率S≤8%）。

3. 动态性能指标：转速超调量δn＜10%，电流超调量δi＜5%。

设计题目35：转差频率控制的异步电动机矢量控制系统仿真

设计内容：

掌握转差率矢量控制原理，会构建转差率矢量控制系统模型。通过matlab对异步电动机转差频率控制系统进行仿真，通过调节获得合适的调节器参数。设计合适的动态校正装置使其满足动态稳定性和稳定性能指标要求，为了满足快速性这一主要指标，

设计要求：

1. 会对转差频率控制的异步电动机矢量控制系统进行建模； 2. 设计转速调节器，并为之选择合适参数；

3. 对系统模型进行matlab仿真，并对仿真结果进行分析总结。

设计题目1：PWM直流调速系统的设计与仿真

设计内容：

掌握直流电动机的PWM调速原理的原理，包括基本的主电路和常用的控制电路；掌握脉宽调制变换器的基本结构；设计一种直流脉宽调制电路；选择PWM调速系统的控制电路。