Рабочая программа дисциплины системы управления электроприводов направление ооп 140400 Электроэнергетика и электротехника icon

Рабочая программа дисциплины системы управления электроприводов направление ооп 140400 Электроэнергетика и электротехника



Смотрите также:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ЭНИН

_____________Боровиков Ю.С.

«___»________________2011 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ


НАПРАВЛЕНИЕ ООП 140400 Электроэнергетика и электротехника

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ Электропривод и автоматика

СТЕПЕНЬ – БАКАЛАВР

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.

^ КУРС – 4, СЕМЕСТР – 8

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ – 6

ПРЕРЕКВИЗИТЫ «Теория электропривода», «Силовая электроника», «Теория автоматического управления»

КОРЕКВИЗИТЫ «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов», «Микропроцессорные средства в электроприводе», «Монтаж, наладка и диагностика общепромышленных электроприводов»


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ЛЕКЦИИ

24 часа

^ ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

24 часа

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

24 часа

ВСЕГО АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

72 часа

^ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

72 часа

ИТОГО

144 часа

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ – очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ – диф. зачет (курсовой проект), экзамен

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ – каф. ЭПЭО ЭНИН

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ЭПЭО к.т.н., доцент Дементьев Ю.Н.

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП к.т.н., доцент Глазачев А. В.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ к.т.н., доцент Мальцева О.П.


2011 г.

^ 1. Цели изучения дисциплины


Целью изучения дисциплины является формирование у обучающихся знаний принципов построения и способов реализации систем управления электроприводов, обеспечивающих требуемое изменение координат средствами аналоговой и цифровой техники, а также навыков анализа, синтеза, наладки и настройки систем с управляемыми электромеханическими преобразователями энергии.

В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, Ц3, Ц4 и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика и электротехника». Приобретенные знания, умения и навыки позволят подготовить выпускника:

– к проектно-конструкторской деятельности, способного к расчету, анализу и проектированию электротехнических элементов, объектов и систем с использованием современных средств автоматизации проектных разработок (Ц1);

– к научно-исследовательской деятельности, в том числе в междисциплинарных областях, связанных с математическим моделированием процессов и объектов, проведением экспериментальных исследований и анализом их результатов, поиском ресурсосберегающих технологий электротехнической отрасли, используя научно-техническую информацию и передовой опыт России и зарубежья (Ц3);

– к производственной деятельности в сфере эксплуатации, монтажа и наладки, сервисного обслуживания и испытаний, диагностики и мониторинга электротехнического оборудования (Ц4);

– к самостоятельному обучению и освоению новых знаний и умений для реализации своей профессиональной карьеры (Ц5).

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП


Дисциплина «Системы управления электроприводов» является одной из специальных дисциплин учебного плана, завершающих теоретическую подготовку бакалавров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника», профиль «Электропривод и автоматика». Дисциплина относится к профессиональному циклу вариативной части учебного плана.

Дисциплина должна формировать широкие представления о принципах построения и реализации систем автоматического управления электроприводов, обеспечивающих требуемое изменение координат.

Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо:

знать: теорию автоматического управления, конструкцию и принципы работы электрических машин и аппаратов, силовые преобразователи, электрический привод;

уметь: анализировать и описывать физические процессы, протекающие в электрических машинах и в электроприводе в целом; выбирать элементы силовой части электропривода

иметь опыт: анализа и синтеза замкнутых систем автоматического управления; экспериментального исследования характеристик и режимов работы электрических машин и электроприводов.

Пререквизитами данной дисциплины являются: «Теория электропривода», «Силовая электроника», «Теория автоматического управления».


^ 3. Результаты освоения дисциплины


Задачами изучения дисциплины являются получение теоретических знаний в области:

– принципов построения и оптимизации систем подчиненного регулирования координат;

– принципов построения, способов и технических средств реализации аналоговых и цифровых автоматических систем управления скоростью электроприводов постоянного и переменного тока различного назначения;

– принципов построения, способов и технических средств реализации автоматических систем управления положением;

– адаптивных методов автоматического управления электроприводов.

В соответствии с поставленными целями после изучения дисциплины «Системы управления электроприводов» бакалавры приобретают знания, умения и опыт, определяющие результаты обучения согласно содержанию основной образовательной программы: Р2, Р3, Р6, Р7, Р8, Р12, Р13*. Соответствие знаний, умений и опыта указанным результатам представлено в табл. 1.

Таблица 1

Декомпозиция результатов обучения

Формируемые компетенции в соответствии с ООП*

Результаты освоения дисциплины



З7.4


З8.4


З12.2


З13.1


З15.1


В результате освоения дисциплины бакалавр должен

знать:

– методы математического и физического моделирования процессов в системах автоматизированного электропривода и режимов их работы;

– принципы построения, способы и технические средства реализации аналоговых и цифровых систем управления электроприводов постоянного и переменного тока различного назначения;

– методы оптимизации, анализа, синтеза и экспериментальных исследований автоматических систем управления электроприводов;

– инструментарий для решения задач проектного и исследовательского характера в сфере профессиональной деятельности;

– основные научно-технические проблемы и перспективы развития систем автоматизированного электропривода.



У2.1


У7.1


У8.3


У12.1


У12.2

В результате освоения дисциплины бакалавр должен

уметь:

– применять компьютерную технику и информационные технологии в своей профессиональной деятельности;

– применять современные методы анализа и синтеза при проектировании систем управления аналоговых и цифровых систем управления электроприводов;

– использовать методы анализа и моделирования систем автоматизированного электропривода с использованием современных компьютерных технологий и специализированных программ;

– проводить настройку и экспериментальные исследования систем управления электроприводов по заданным методикам с последующей обработкой и анализом результатов;

– планировать эксперименты для решения определенной задачи профессиональной деятельности.



В3.1


В3.2


В6.1


В8.2


В8.3


В8.4


В8.5.


В12.2

В результате освоения дисциплины бакалавр должен владеть опытом:

– использования основных методов организации самостоятельного обучения и самоконтроля;

– приобретения необходимой информации с целью повышения квалификации и расширения профессионального кругозора;

– аргументированного письменного изложения собственной точки зрения; навыками публичной речи, аргументации, ведения дискуссии и полемики, практического анализа, навыками критического восприятия информации;

– проектирования типовых систем управления автоматизированных электроприводов, отвечающих заданным техническим требованиям и условиям;

– анализа режимов работы автоматизированных электроприводов различного назначения;

–идентификации структуры и параметров системы, синтеза корректирующих устройств, обеспечивающих требуемое качество регулирования в соответствии с требованиями, предъявляемыми к электроприводу;

– использования прикладных программ и средств автоматизированного проектирования систем автоматического управления электроприводов;

– экспериментальных исследований электроприводов постоянного и переменного тока; математической обработки результатов и представления отчета, заключения.


*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника».


^ 4. Структура и содержание дисциплины


4.1 Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения


Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения приведена в табл. 2.


Таблица 2


Название разделов

Аудиторная работа (час.)

СРС

час.

Итого

час.


Формы текущего контроля и аттестации


Лекции

Практич.

занятия

Лаб. занятия

1. Цели и задачи автоматического управления.

2







1

3

Устный опрос

2.Принципы построения замкнутых систем автоматического управления электроприводов

2

Тема 1,

4 часа


ЛБ 1 ,2

8 часов

7

9

Устный опрос

отчет по ЛБ

3.Автоматические системы управления скоростью электроприводов

12

Темы 2, 3

8 часов


ЛБ 3

4 часа


12

24

Устный опрос

отчет по ЛБ

4. Автоматические системы управления положением механизмов

4

Темы 4,

4 часа


ЛБ 4

4 часа

6

10

Устный опрос

отчет по ЛБ

5. Адаптация в автоматических системах управления электроприводов

2

Темы 5,

4 часа


ЛБ 5

4 часа

5

7

Устный опрос

отчет по ЛБ

6. Микропроцессорные системы управления электроприводов

2

Тема 6,

4 часа

ЛБ 6

4 часа

5

7

Устный опрос

отчет по ЛБ

Промежуточная аттестация
















Экзамен

Всего по формам обучения

24


24

24

36

60






^ 4.2. Содержание разделов дисциплины


1. Цели и задачи автоматического управления (2 часа)

1.1 Основные цели автоматического управления, требования к системам автоматического управления электроприводов (САУ ЭП).

1.2 Обобщенная структура автоматизированного электропривода; силовой и информационный каналы, система управления электропривода, система управления электроприводом; их состав и взаимодействие.

1.3 Основные функции систем автоматического управления. Разомкнутые и замкнутые системы. Типовые управляющие и возмущающие воздействия в электроприводах. Показатели качества регулирования.

^ 2. Принципы построения замкнутых систем автоматического управления электроприводов (2 часа)

2.1 Электрический двигатель как объект управления, управляемые координаты, типовые управляющие и возмущающие воздействия. Задачи управления. Обратные связи и их назначение. Классификация замкнутых САУ ЭП: по принципу действия, по выходным регулируемым координатам, по виду управления, по выполняемым функциям. Структуры замкнутых систем управления электроприводов: одно- и многоконтурные структуры, параллельное и подчиненное регулирование.

2.2 Принципы построения и оптимизации систем подчиненного регулирования координат. Оптимизация контура регулирования по модульному оптимуму: методика, временные и частотные характеристики, показатели качества регулирования. Оптимизация контура регулирования по симметричному оптимуму: методика, временные и частотные характеристики, показатели качества регулирования. Вопросы практической оптимизации контура системы подчиненного регулирования: отработка возмущающих воздействий, ограничение координат, внутренние перекрестные обратные связи, чувствительность к переменным параметрам и т.д. Другие настройки контура регулирования.

2.3 Оптимизация многоконтурных систем регулирования.

^ 3. Автоматические системы управления скоростью электроприводов

3.1 Автоматические системы управления скоростью электроприводов постоянного тока (6 часов)

3.1.1 Требования к системам управления скоростью. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения как объект управления. Математическое описание, структурная схема, характеристики.

3.1.2 Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока (ТП-ДПТ). Функциональная схема. Математическое описание силовой цепи. Типовые структуры автоматических систем управления скоростью тиристорных электроприводов постоянного тока.

3.1.3 Двухконтурная структура регулируемого тиристорного электропривода постоянного тока с обратной связью по скорости. Структурная схема силовой цепи, параметры. Оптимизация контура тока по модульному оптимуму: методика, характеристики, показатели качества регулирования. Оптимизация контура скорости по модульному и симметричному оптимуму: методика, характеристики, показатели качества регулирования. Отработка контуром скорости возмущающих воздействий при настройке на модульный и симметричный оптимумы. Влияние ЭДС двигателя на процессы в контуре тока, способы компенсации влияния ЭДС и учета внутренней обратной связи по ЭДС при настройке. Особенности построения системы автоматического управления регулируемого электропривода (САУ РЭП), связанные со свойствами тиристорного преобразователя. Статические характеристики системы ТП-ДПТ с обратной связью по скорости.

3.1.4 Система двухзонного регулирования скорости тиристорного электропривода постоянного тока. Функциональная схема. Математическое описание цепи обмотки возбуждения двигателя, структурные схемы, параметры. Оптимизация контура тока возбуждения двигателя с ПИ- и П-регулятором. Оптимизация контура ЭДС двигателя с ПИ- И- и П-регулятором. Типовые структуры двухзонного тиристорного электропривода постоянного тока. Примеры практической реализации.

^ 3.2. Автоматические системы управления скоростью электроприводов переменного тока (6 часов)

3.2.1 Асинхронный двигателя как объект управления. Математическое описание асинхронного двигателя в векторной форме: дифференциальные уравнения, системы координат и их взаимосвязь, схемы замещения, структурные схемы.

3.2.2 Типовые системы управления частотно-регулируемых электроприводов: системы асинхронного электропривода с частотно-параметрическим, частотно-токовым скалярным и частотно-токовым векторным регулированием скорости.

3.2.3 Системы скалярного управления асинхронного частотно-регулируемого электропривода: разомкнутые системы, в том числе с коррекцией вольт-частотной характеристики; замкнутые системы с обратной связью по току статора и компенсацией падения напряжения на активном сопротивлении обмоток статора (IR–компенсация или компенсация нагрузки); замкнутые системы с обратной связью по току статора и компенсацией падения напряжения на активном сопротивлении обмоток статора и повышением жесткости статических характеристик (IR–компенсация и компенсация скольжения); замкнутые системы с обратной связью по скорости. Функциональные и структурные схемы систем скалярного управления, качественные показатели, области практического применения. Реализация токоограничения в системах частотно-регулируемого асинхронного электропривода со скалярным управлением.

3.2.4 Системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Структурная схема силовой цепи, параметры. Оптимизация контура тока с инерционной обратной связью и ПИ-регулятором: методика, характеристики, показатели качества регулирования. Оптимизация контура скорости с инерционной обратной связью. Методика оптимизации контура скорости с П- и ПИ-регулятором, характеристики, показатели качества регулирования. Отработка контуром скорости с П- и ПИ-регулятором возмущающих воздействий: характеристики, показатели качества. Структурная схема системы автоматического управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода с векторным управлением. Статические характеристики асинхронного электропривода с векторным управлением. Функциональные схемы систем векторного управления с датчиком обратной связи и бездатчиковых систем, качественные показатели, области практического применения. Вопросы практической реализации систем асинхронного частотно-регулируемого электропривода.

^ 4. Автоматические системы управления положением механизмов (4 часа)

4.1 Принципы построения систем управления положением. Позиционирование и слежение – основные режимы работы систем управления положением.

4.2 Синтез систем управления положением, работающих в режиме позиционирования. Требования к электроприводу. Структурная схема. Настройка контура положения на модульный и линейный оптимум. Методики, характеристики, качественные показатели. Виды движений, отработка электроприводом малых, средних и больших перемещений. Реализация требуемого закона перемещения, параболический регулятор положения.

4.3 Синтез систем управления положением, работающих в режиме слежения. Задача следящего управления. Требования к электроприводу. Оценка точности следящего электропривода. Понятия добротности по скорости и ускорению. Методы определения добротности. Методы повышения точности при отработке управляющих воздействий: повышение порядка астатизма, комбинированное управление. Ошибки системы при основном возмущении и пути их уменьшения. Влияние особенностей механизма на работу следящего электропривода.

^ 5. Адаптация в автоматических системах управления электроприводов (2 часа)

5.1 Задачи управления нестационарными системами электроприводов машин и механизмов. Принцип адаптивного управления. Классификация адаптивных САУ: самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы, беспоисковые и поисковые системы. Принцип действия и техническая база реализации.

5.2 Беспоисковые адаптивные системы управления электроприводов. Адаптивные системы с внутренними обратными связями. Адаптивные системы с переключающейся структурой регуляторов. Адаптивные системы с эталонными моделями и наблюдателями состояния. Адаптивные системы с самонастройкой. Структуры, принцип действия, примеры практической реализации.

5.3 Поисковые адаптивные системы. Критерии качества, методы поиска экстремума. Область применения и особенности организации поисковых систем управления электроприводов.

5.4 Перспективы развития принципов адаптивного управления в электроприводе.

^ 6. Микропроцессорные системы управления электроприводов (2 часа)

Классификация цифровых электроприводов, функциональные схемы. Особенности цифровых систем управления: квантование сигналов по времени и уровню. Расчет цифровых контуров регулирования. Особенности реализации цифрового контура положения в системах управления положением механизма, учет эффектов квантования по времени и уровню. Особенности цифровой реализации электроприводов переменного тока, учет квантования по времени и уровню.


^ 4.3Лабораторные работы (24 часа)


1. Лабораторная работа №1 Системы подчиненного регулирования координат электропривода постоянного тока (4 часа).

2. Лабораторная работа №2 Системы подчиненного регулирования координат электропривода переменного тока (4 часа).

3. Лабораторная работа №3 Система управления электропривода с шаговым двигателем (4 часа).

4. Лабораторная работа №4 Система управления электропривода с бесконтактным двигателем постоянного тока (4 часа).

5. Лабораторная работа №5 Система управления электропривода «тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока» (4 часа).

6. Лабораторная работа №6 Системы управления асинхронного частотно-регулируемого электропривода (4 часа).


^ 4.4 Практические занятия (24 часа)


1. Определение параметров электрической и механической части электропривода. Структурная схема силового канала электропривода. (4 часа).

2. Предельные характеристики разомкнутой системы преобразователь-двигатель (4 часа).

3. Синтез системы управления. Линеаризованные структуры систем автоматического управления электроприводов (4 часа).

4. Оптимизация контуров регулирования многоконтурных САУ ЭП (4 часа).

5. Характеристики и показатели качества САУ ЭП (4 часа).

6. Анализ нелинейной САУ ЭП (4 часа).


^ 4.5 Распределение компетенций по разделам дисциплины


Распределение по разделам дисциплины (см. пункт 4) планируемых в соответствии с основной образовательной программой результатов обучения приведено в табл. 3.

Таблица 3



Формируемые

компетенции

^ Разделы дисциплины

1

2

3

4

5

6

1

з7.4




х

х

х

х

х

2

з8.4







х

х




х

3

з12.2




х

х

х

х

х

4

з13.1




х

х

х

х

х

5

з15.1







х

х

х

х

6

у2.1




х

х

х




х

7

у7.1




х

х

х

х

х

8

у8.3




х

х

х




х

9

у12.1




х

х

х




х

10

у12.2




х

х

х

х

х

12

в3.1

х

х

х

х

х

х

13

в3.2

х

х

х

х

х

х

14

в6.1







х

х

х

х

15

в8.2







х

х




х

16

в8.3







х

х

х

х

17

в8.4







х

х

х

х

18

в8.5




х

х

х

х

х

19

в12.2







х

х

х

х


*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в табл. 1.


^ 5. Образовательные технологии


В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины используются следующие методы образовательных технологий:

работа в команде – совместная деятельность группы студентов с индивидуальной работой членов команды под руководством лидера;

опережающая самостоятельная работа – самостоятельное освоение студентами нового материала до его изложения преподавателем во время аудиторных занятий;

методы IT – использование Internet-ресурсов для расширения информационного поля и получения информации, в том числе и профессиональной;

междисциплинарное обучение – обучение с использованием знаний из различных областей (дисциплин) реализуемых в контексте конкретной задачи;

проблемное обучение – стимулирование студентов к самостоятельному приобретению знаний для решения конкретной поставленной задачи;

обучение на основе опыта – активизация познавательной деятельности студента за счет ассоциации их собственного опыта с предметом изучения;

исследовательский метод – познавательная деятельность, направленная на приобретение новых теоретических и фактических знаний за счет исследовательской деятельности, проводимой самостоятельной или под руководством преподавателя.

Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические и лабораторные занятия, курсовое проектирование, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации.

Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в табл. 4.


Таблица 4

Методы и формы организации обучения (ФОО)

Методы и формы организации

обучения

ЛК

ЛБ

ПР

СРС

КП

Работа в команде




х










Опережающая самостоятельная работа




х

х

х

х

Методы IT







х

х

х

Междисциплинарное обучение

х

х

х




х

Проблемное обучение

х

х

х

х

х

Обучение на основе опыта




х

х

х

х

Исследовательский метод




х

х

х

х


Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:

  • изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;

  • самостоятельное изучение отдельных теоретических разделов дисциплины с использованием учебной и научной литературы, учебно-методических пособий, разработанных на кафедре ЭПЭО, Internet-ресурсов и информационных баз данных;

  • закрепление теоретического материала и приобретение практических навыков применения полученных знаний на практических занятиях и при выполнении лабораторных работ и курсового проекта.

– самостоятельная работа при подготовке к занятиям, выполнении курсового проекта, оформлении отчетов по лабораторным работам, подготовке к защите лабораторных работ и курсового проекта, подготовке к контрольным работам и экзамену.


^ 6. Организация и учебно-методическое обеспечение

самостоятельной работы студентов


6.1 Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений, включает:

– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию;

– опережающую самостоятельную работу;

– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;

– подготовку к лабораторным работам и практическим занятиям;

– подготовку к контрольным работам, зачету и экзамену.


^ 6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР), предусматривает:

– выполнение курсового проекта;

– исследовательскую работу и участие в научных студенческих конкурсах, конференциях, семинарах и олимпиадах;

– углубленное изучение современных систем управления автоматизированных электроприводов.


^ 6.3 Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных исследований:

– перспективы развития автоматизированных электроприводов переменного тока;

– модернизация существующих систем электроприводов постоянного и переменного тока;

– современное прикладное программное обеспечение для анализа и синтеза автоматизированных электроприводов.

2. Тема курсового проекта определяется каждому студенту индивидуально в соответствии с приведенной ниже тематикой:

– регулируемый реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока с обратной связью по скорости;

– регулируемый реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока с обратной связью по ЭДС;

– регулируемый реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока с обратной связью по напряжению;

– двухзонный электропривод постоянного тока;

– следящий электропривод постоянного тока;

– регулируемый электропривод переменного тока с регулятором напряжения;

– регулируемый электропривод переменного тока с преобразователем частоты и скалярным управлением;

– регулируемый электропривод переменного тока с преобразователем частоты и векторным управлением;

– следящий электропривод переменного тока.

Разработке подлежат следующие вопросы: определение параметров электродвигателя; выбор комплектного регулируемого электропривода и определение области его работы; определение параметров электрической и механической систем; идентификация структуры и параметров силового канала; выбор структуры системы автоматического управления электропривода; оптимизация контуров регулирования, определение ожидаемых показателей качества работы; исследование линеаризованной системы; статические, временные и частотные характеристики; анализ основных нелинейностей САУ, исследование нелинейной САУ электропривода.

Объем пояснительной записки составляет 30 – 50 страниц.

Содержание и трудоемкость курсового проекта приведены в табл. 5.


Таблица 5

Содержание и трудоемкость курсового проекта

Название раздела

Трудоемкость

СРС

Консультации

час.

%

час.

Обоснование выбора функциональной схемы электропривода

2

5

5

Выбор электрооборудования, расчет параметров элементов и характеристик силовой цепи

6

17

20

Синтез и анализ линеаризованной САУ электропривода

10

28

20

Исследование нелинейной САУ электропривода

8

22

15

Оформление и защита

10

28

15

Итого

36

100

75



3. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

– чувствительность настройки контура регулирования к отклонению параметров при оптимизации по модульному и симметричному оптимуму;

– практически применяемые настройки контура регулирования, отличающиеся от модульного и симметричного оптимума;

– особенности построения систем автоматического управления регулируемого электропривода постоянного тока, связанные со свойствами тиристорного преобразователя;

– примеры практической реализации комплектных одно- и двухзонных тиристорных электроприводов постоянного тока;

– примеры практической реализации асинхронных частотно-регулируемых электроприводов со скалярным и векторным управлением, технические характеристики;

– примеры практической реализации принципов адаптивного управления в электроприводах постоянного и переменного тока.


^ 6.4 Контроль самостоятельной работы

Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных разделов дисциплины осуществляется посредством:

– защиты лабораторных работ в соответствии графиком выполнения;

– опроса студентов на практических занятиях;

– представления выполненного материала по курсовому проекту;

– выполнения контрольных работ.

Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии рейтинг-планом, предусматривающим все виды учебной деятельности.


^ 6.5 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность пользоваться специализированными источниками, приведенными в разделе 8. «Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины», электронными вариантами методических разработок и справочных материалов, представленными на персональной странице преподавателя, обеспечивающего дисциплину, а также Internet-ресурсами.


^ 7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения

дисциплины (фонд оценочных средств)

Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных разделов разработаны и используются следующие средства:

– контрольные вопросы по отдельным темам и разделам (приведены в Приложении 1);

– комплект задач для закрепления теоретического материала;

– комплект экзаменационных билетов, содержащих два теоретических вопроса и задачу (образец экзаменационного билета приведен в приложении 2).

Для промежуточной аттестации используется контрольная работа, содержащая теоретические вопросы и задачи. Защита курсового проекта осуществляется в форме собеседования.


^ 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины


Основная литература по дисциплине

1. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. – Учебник. – М.: Академия, 2005. – 304с.

2. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов. – Учебное пособие. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. – 328 с.

3. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1982. – 392 с.

4. Онищенко Г.Н., Аксенов М.И., Грехов В.П. и др. Автоматизированный электропривод промышленных установок. – М.: РАСХЛ, 2001. – 520 с.

5. Удут Л.С., Мальцева О.П, Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч.1. Введение в технику регулирования линейных систем. Ч.2. Оптимизация контура регулирования: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 144 с.

6. Удут Л.С., Кояин Н.В., Мальцева О.П., Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч.3. Электрические машины постоянного тока в системах автоматизированного электропривода: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 152 с.

7. Удут Л.С., Кояин Н.В., Мальцева О.П., Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч.4. Тиристорные преобразователи для электроприводов постоянного тока: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 164 с.

8, Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 448 с.


Дополнительная литература по дисциплине

1. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электроприводами: Учебное пособие для вузов, - М.: Высшая школа, 1979. – 318 с.

2. Удут Л.С., Мальцева О.П, Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч.7 Теория оптимизации непрерывных многоконтурных систем управления электроприводов: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 164 с.

3. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 560 с.

4. Фрер Ф., Орттенбургер Ф. Введение в электронную технику регулирования. Пер. с нем. – М.: Энергия, 1973. – 193 с.

5. Фрер Ф., Орттенбургер Ф. Основные звенья регулируемого привода постоянного тока. Пер. с нем. – М.: Энергия, 1977. – 184 с.

6. Лебедев Е.Д., Неймарк В.Е., Пистрак М.Я., Слежановский О.В. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. – М.: Энергия, 1970. – 200 с.

7. Слежановский О.В., Дацковский Л.Х., Кузнецов И.С., Лебедев Е.Д., Тарасенко Л.М. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями.- М.: Энергоатомиздат, 1983. – 256 с.

8. Лебедев А. М. Следящие электроприводы станков с ЧПУ/ А.М.Лебедев, Р.Т.Орлова, А.В.Пальцев.—М.: Энергоатомиздат, 1988.—223 с.

9. Егоров В.Н., Шестаков В.М. Динамика систем электропривода. Л.: Энергоатомиздат – 1983. – 216 с.

10. Терехов В.М. Дискретные и непрерывные системы управления в электроприводах: Учебное пособие по курсу «Системы управления электроприводами».- М.: МЭИ, 1989. – 80 с.

11. Терехов В.М. Непрерывные и цифровые системы управления скоростью и положением электроприводов: Учебное пособие по курсу «Системы управления электроприводами». – М.: МЭИ. – 1990. – 100 с.

12. Бургин Б.Ш. Системы управления электроприводами: Лекции для студентов.- Новосибирск, Изд-во НЭТИ. – 1991. – 115 с

13. Чернов Е.А., Кузьмин В.П., Синичкин С.Г. Электроприводы подач станков с ЧПУ. Справочное пособие.- Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1986. – 271 с.

14. Чернов Е.А., Кузьмин В.П. Комплектные электроприводы станков с ЧПУ: Справочное пособие.- Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1989. – 320 с.

15. Чернов Е. А. Станочные электроприводы переменного тока: Справочное пособие. – М.: Витраж-центр, 1997. – 232 с.

16. Перельмутер В.М., Сидоренко В.А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат, 1988. – 304с.

17. Батоврин А.А., Дашевский П.Г., Лебедев В.Д., Марков Б.А., Чичерин Н.И. Цифровые системы управления электроприводами Л.: Энергия, 1977. – 256с.

18. Герман-Галкин С.Г., Лебедев В.Д., Марков Б.А., Чичерин Н.И. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями. – Л.: Энергоатомиздат, – 1986. – 248 с.

19. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. – Л.: Энергоатомиздат, 1984. – 216 с.

20. Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока. – М.: Энергия, 1972. – 136 с.

21. Динамика вентильного электропривода постоянного тока/ Под ред. А.Д. Поздеева.- М.: Энергия, 1975. – 224 с.

22. Комплектные системы управления электроприводами тяжелых металлорежущих станков/ Под ред. А.Д. Поздеева. – М.: Энергия, 1980. – 228 с.

23. Управляемый выпрямитель в системах автоматического управления/ Под ред. А.Д. Поздеева. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 352 с.

24. Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: Пер. с нем/ Под ред. Ю. А. Борцова. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 464 с.

25. Системы подчиненного регулирования переменного тока с вентильными преобразователями/ О.В. Слежановский и др. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 256 с.

26. Тиристорные электроприводы серии КТЭУ мощностью до 2000 кВт / И. Х. Евзеров, В. М. Перельмутер, А. А. Ткаченко. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 96 с.

27. Егоров В. Н., Шестаков В. М. Динамика систем электропривода. – Л.: Энергоатомиздат, 1983. – 216 с.

28. Громыко В.Д., Санковский Е.А. Самонастраивающиеся системы с моделью. -М.: Энергия, 1974. – 212 с.

29. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. – Л.: Энергоатомиздат, 1992. – 132 с

30. Адаптивное управление в сложных системах. Беспоисковые методы / А. Л. Фрадков. — М.: Наука, 1990. — 293 с.

31. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами / Р. Т. Шрейнер, Ю. А. Дмитриенко; Академия наук Молдавской ССР; Отдел энергетической кибернетики; Под ред. Г. В. Чалого. — Кишинев: Штиинца, 1982. — 224 с.

32. Шубенко В. А. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением.—М.: Энергия, 1972.—200 с.

33. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. М.: Энергоатомиздат, 1982. – 191 с.

34. Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. – 328 с.

35. Сабинин Ю. А. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы / Ю. А. Сабинин, В. Л. Грузов.—Л.: Энергоатомиздат, 1985.—128 с.

36. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 134 с.

37. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электропроводах. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1998. – 172 с.

38. Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 2004. – 256 с.

39. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. – Учебник. – М.: Акадения, 2006. – 265 с.

40. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ И.Х. Евзеров, А.С. Горобец и др., Под ред. В.М. Перельмутера. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 319 с.

41. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского.- М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.

42. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами/ Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 416 с.


Учебно-методическая литература для выполнения курсового проекта

1. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1982. – 392 с.

2. Мальцева О.П., Удут Л.С., Кояин Н.В. Системы управления электроприводов: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 152 с.

3. Удут Л.С., Мальцева О.П, Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 1. Введение в технику регулирования линейных систем. Ч.2. Оптимизация контура регулирования: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2000. – 144 с.

4. Удут Л.С., Кояин Н.В., Мальцева О.П, Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 3. Электрические машины постоянного тока в системах автоматизированного электропривода: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001. – 120 с.

5. Удут Л.С., Кояин Н.В., Мальцева О.П, Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч.4. Тиристорные преобразователи для электроприводов постоянного тока: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001. – 152 с.

6. Кояин Н.В., Удут Л.С., Мальцева О.П, Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 5. Применение программы DORA-FUZZY в расчетах электроприводов постоянного тока: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001. – 156 с.

7. Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование автоматизированных тиристорных электроприводов постоянного тока: учебное пособие по курсовому проектированию. – Томск: Изд. ТПИ, 1991. – 104 с.

8. Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 448 с.


Специальная техническая литература для выполнения проекта

1. Лебедев Е.Д., Неймарк В.Е., Пистрак М.Я., Слежановский О.В. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. – М.: Энергия, 1970.- 200 с.

2. Лебедев А. М. Следящие электроприводы станков с ЧПУ/ А.М.Лебедев, Р.Т.Орлова, А.В.Пальцев. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 223 с.

3. Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока. – М.: Энергия, 1972. – 136 с.

4. Динамика вентильного электропривода постоянного тока/ Под ред. А.Д. Поздеева.- М.: Энергия, 1975. – 224 с.

5. Комплектные системы управления электроприводами тяжелых металлорежущих станков/ Под ред. А.Д. Поздеева. – М.: Энергия, 1980. – 228 с.

6. Управляемый выпрямитель в системах автоматического управления/ Под ред. А.Д. Поздеева. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 352 с.

7. Чернов Е.А., Кузьмин В.П., Синичкин С.Г. Электроприводы подач станков с ЧПУ. Справочное пособие. – Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1986. – 271 с.

8. Чернов Е.А., Кузьмин В.П. Комплектные электроприводы станков с ЧПУ: Справочное пособие.- Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1989. – 320 с.

9. Тиристорные электроприводы серии КТЭУ мощностью до 2000 кВт / И. Х. Евзеров, В. М. Перельмутер, А. А. Ткаченко. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 96 с.

10. Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: Пер. с нем/ Под ред. Ю. А. Борцова. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 464 с.


Справочная литература

1. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ И.Х. Евзеров, А.С. Горобец и др., Под ред. В.М. Перельмутера. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 319 с.

2. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского.- М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.

3. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами/ Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 416 с.

4. Справочник по электрическим машинам: В 2-х т./ Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клюкова. Т.2. – М.: Энергоатомиздат, 1989 – 688 с.

5. Отраслевой каталог 08.41.11-92. Электроприводы унифицированные трехфазные серии ЭПУ1. – М.: Информэлектро, 1993. – 44 с.

6. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. — М.: Энергоиздат, 1982. — 504 с.


Программное обеспечение и Internet-ресурсы:

1. MSOffice

2. MathCad

3. MatLab

4. http://www.siemens.com/entry/cc/en/ – фирма Siemens

5. http://www.abb.com/product/us/9AAC100211.aspx – фирма ABB

6. http://www.danfoss.com/Products/Literature/Technical+Documentation.htm – фирма Danfoss


^ 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины


– лекции читаются в учебных аудиториях с использованием технических средств; материал лекций представлен в виде презентаций в Power Point;

– лабораторные работы проводятся в специализированной учебной лаборатории;

– практические занятия проводятся в компьютерных классах, компьютеры подключены к сети учебного корпуса ЭНИН с выходом в Internet.


Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» подготовки бакалавров; профиль – «Электропривод и автоматика».


Программа одобрена на заседании кафедры ЭПЭО (протокол № 1 от 27.08. 2011 г.).


Разработчик: к.т.н. доц. каф. ЭПЭО О.П, Мальцева


Рецензент: к.т.н. доц. каф. ЭПЭО Л. С. Удут


Приложение 1


Список контрольных вопросов

^

Тема 1. Цели и задачи автоматического управления


1. Состав силового канала электропривода, назначение информационного канала, задачи системы управления электропривода и системы управления электроприводом.

2.Функции релейно-контакторных систем управления двигателями, основные принципы автоматического управления двигателями, аппаратура управления.

3. Прямые и косвенные показатели качества регулирования электроприводов.


Тема 2. Принципы построения замкнутых систем автоматического управления электроприводов

  1. Электрический двигатель как объект управления, управляемые координаты, типовые управляющие и возмущающие воздействия.

  2. Виды обратных связей и их назначение.

  3. Понятия статического и астатического регулирования. Статическая ошибка по управлению. Статическая ошибка по возмущению.

  4. Условия получения нулевой статической ошибки при отработке контуром ступенчатого управляющего воздействия.

  5. Условия получения нулевой статической ошибки при отработке контуром ступенчатого возмущающего воздействия.

  6. Условия получения нулевой установившейся ошибки (скоростной ошибки) при отработке контуром линейно нарастающего входного воздействия.

  7. Особенности организации управления многоконтурными структурами при подчиненном регулировании, преимущества и недостатки.

  8. Принципы построения систем подчиненного регулирования и условия оптимизации контуров.

  9. Оптимизация контура регулирования по модульному оптимуму. Методика, характеристики, показатели качества.

  10. Оптимизация контура регулирования по симметричному оптимуму. Методика, характеристики, показатели качества.

  11. Отработка оптимизированным контуром возмущающих воздействий.

  12. Ограничение координат в системах подчиненного регулирования.

  13. Чувствительность настройки к отклонению параметров при оптимизации по модульному и симметричному оптимуму.

  14. Другие настройки контура регулирования.

15. Методика оптимизации многоконтурных систем подчиненного регулирования координат.


Тема 3. Автоматические системы управления скоростью электроприводов постоянного тока

  1. Требования к системам регулирования скорости.

  2. Математическое описание, структурная схема, характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

  3. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока (ТП-ДПТ) с обратной связью по скорости. Функциональная схема.

  4. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с обратной связью по скорости. Математическое описание и структурная схема силовой цепи. Параметры.

  5. Настройка контура тока системы ТП-ДПТ на модульный оптимум. Методика оптимизации, характеристики, качественные показатели.

  6. Настройка контура скорости системы ТП-ДПТ на модульный оптимум. Методика оптимизации, характеристики, качественные показатели при отработке управляющих воздействий.

  7. Настройка контура скорости системы ТП-ДПТ на симметричный оптимум. Методика оптимизации, характеристики, качественные показатели при отработке управляющих воздействий.

  8. Отработка контуром скорости возмущающих воздействий при настройке на модульный и симметричный оптимум. Характеристики, качественные показатели.

  9. Статические характеристики системы ТП-ДПТ.

  10. Влияние ЭДС двигателя на процессы в контуре тока системы ТП-ДПТ. Учет ЭДС при настройке. Компенсация влияния ЭДС. Примеры практической реализации.

  11. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Математическое описание и структурная схема цепи обмотки возбуждения. Параметры.

  12. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Структурная схема системы автоматического управления. Подсистемы автоматического регулирования скорости и ЭДС.

  13. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Оптимизация контура тока возбуждения с ПИ-регулятором.

  14. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Оптимизация контура тока возбуждения с П-регулятором.

  15. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Оптимизация контура ЭДС с ПИ-регулятором.

  16. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Оптимизация контура ЭДС с И-регулятором.

  17. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Оптимизация контура ЭДС с П-регулятором.

  18. Система тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Учет и компенсация влияния нелинейностей. Примеры практической реализации.


Тема 4. Автоматические системы управления скоростью электроприводов переменного тока

  1. Асинхронный двигатель как объект управления. Математическое описание асинхронного двигателя в векторной форме: дифференциальные уравнения, системы координат и их взаимосвязь, схемы замещения, структурные схемы.

  2. Разомкнутые системы скалярного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Коррекция вольт-частотной характеристики. Характеристики, качественные показатели, области практического применения. Функциональная и структурная схемы.

  3. Замкнутые системы скалярного управления асинхронного частотно-регулируемого электропривода с обратной связью по току статора и компенсацией падения напряжения на активном сопротивлении обмоток статора (IR-компенсация). Характеристики, качественные показатели, области практического применения. Функциональная и структурная схемы.

  4. Замкнутые системы скалярного управления асинхронного частотно-регулируемого электропривода с обратной связью по току статора и компенсацией падения напряжения на активном сопротивлении обмоток статора (IR-компенсация) и повышением жесткости статических характеристик (компенсация скольжения). Характеристики, качественные показатели, области практического применения. Функциональная и структурная схемы.

  5. Реализация токоограничения в системах частотно-регулируемого асинхронного электропривода со скалярным управлением. Функциональная и структурная схемы.

  6. Системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Структурная схема силовой цепи. Параметры.

  7. Системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Оптимизация контура тока с инерционной обратной связью и ПИ-регулятором. Методика, характеристики, показатели качества регулирования.

  8. Системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Оптимизация контура скорости с инерционной обратной связью и П-регулятором. Методика, характеристики, показатели качества регулирования при отработке управляющих воздействий. Работа контура при отработке возмущений.

  9. Системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Оптимизация контура скорости с инерционной обратной связью и ПИ-регулятором. Методика, характеристики, показатели качества регулирования при отработке управляющих воздействий. Работа контура при отработке возмущений.

  10. Статические характеристики асинхронного электропривода с векторным управлением.

  11. Системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Структурная схема системы автоматического управления.

  12. Функциональные схемы систем векторного управления с датчиком обратной связи и бездатчиковых систем. Качественные показатели, области практического применения.


Тема 5. Автоматические системы управления положением механизма

1. Системы управления положением, работающие в режиме позиционирования. Требования к электроприводу.

2. Синтез систем управления положением, работающих в режиме позиционирования. Структурная схема. Настройка контура положения на модульный и линейный оптимум. Методика, характеристики, качественные показатели.

3. Работа контура положения при отработке малых, средних и больших перемещений. Повышение точности позиционных систем электропривода. Параболический регулятор положения.

4. Системы управления положением, работающие в режиме слежения. Требования к электроприводу.

5. Оценка точности следящего электропривода. Понятие добротности по скорости и ускорению.

6. Работа следящего электропривода в режиме равномерной заводки при настройке контура положения на МО. Экспериментальное определение добротности по скорости.

7. Повышение точности систем следящего электропривода. Настройка контура положения на СО. Методика оптимизации, характеристики, качественные показатели.

8. Повышение точности следящего электропривода путем применения комбинированного управления.

9. Точность систем управления положением при основном возмущении, методы ее повышения.

10. Влияние особенностей механизма на работу следящего электропривода; компенсация сухого трения и зазора, учет упругости механизма.

^

Тема 6. Адаптация в автоматических системах управления электроприводов


  1. Задачи управления нестационарными системами электроприводов и механизмов. Принцип адаптивного управления.

  2. Классификация адаптивных систем управления. Особенности самонастраивающихся и самоорганизующихся адаптивных систем. Принцип действия беспоисковых и поисковых адаптивных систем. Техническая база реализации.

  3. Адаптивные системы управления с внутренними обратными связями. Структура, примеры практической реализации.

  4. Адаптивные системы управления с переключающейся структурой регуляторов. Структура, примеры практической реализации.

  5. Адаптивные системы управления с эталонными моделями и наблюдателями состояния. Назначение эталонных моделей, принципы построения систем, примеры практической реализации в электроприводах постоянного и переменного тока.

  6. Адаптивные системы с самонастройкой. Принцип действия, структура. Примеры практической реализации.

  7. Реализация принципов адаптивного управления в двухзонных тиристорных электроприводах постоянного тока.

  8. Адаптивные подходы и решения в электроприводах переменного тока.

  9. Поисковые адаптивные системы. Критерии качества, принципы организации, методы поиска экстремума, область применения.



^

Тема 7. Микропроцессорные системы управления электроприводов


1. Особенности цифровых систем управления электроприводов, постоянного и переменного тока. Структурные схемы.

2. Принципы построения и особенности анализа и синтеза цифроаналоговых систем управления положением. Учет эффектов квантования по времени и уровню.

3. Особенности цифровой реализации электроприводов переменного тока. Учет квантования по времени и уровню.


Приложение 2


Образец экзаменационных билетов




^ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»


^

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1



ПО ДИСЦИПЛИНЕ Системы управления электроприводов

ФАКУЛЬТЕТ ЭНИН

КУРС 4


1. ^ Системы векторного управления асинхронного частотно-регулируемого электропривода. Оптимизация контура тока с инерционной обратной связью. Структурная схема, параметры. Методика оптимизации, характеристики, показатели качества.

2. Понятие добротности СЭП. Методы определения добротности.

3. Задача.



Составил: ____ доцент Мальцева О.П.


Утверждаю: зав. кафедрой ____________доцент Дементьев Ю.Н.


«___»_________ г.

Документ: С:\OP\СУЭП\ bilet.doc

Дата разработки:__________. Разработчик О.П. Мальцева










Скачать 457,94 Kb.
Дата конвертации18.11.2013
Размер457,94 Kb.
ТипРабочая программа
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы