◆ 先修课程
《电路原理》、《自动控制原理》、《电机学》、《电力电子技术》
◆ 课程的性质、目的和任务
本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课。本课程的目的和任务是使学生通过学习后，获得电气传动系统必要的基本理论、基本分析方法以及系统设计知识，为从事与电气工程专业有关的工作和科学研究打下一定的基础。
本课程主要讲解：双闭环直流调速系统；调节器的工程设计方法；笼型异步电动机变压变频调速系统（VVVF系统）；变压变频调速系统的基本控制方式；异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性；基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统；异步电动机的数学模型和坐标变换；基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统。
◆ 本课程的学时分配情况
章 次 |
学习内容 |
学 时 |
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绪论 |
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0.5 |
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第一章 |
闭环控制的直流调速系统 |
20 |
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第二章 |
转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法 |
18 |
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第三章 |
直流脉宽调速系统 |
3 |
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第四章 |
闭环控制的异步电动机变压调速系统——转差功率消耗型调速系统 |
3.5 |
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第五章 |
笼型异步电机变压变频调速系统（VVVF系统）——转差功率不变型调速系统 |
17 |
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第六章 |
矢量控制系统 |
10 |
合 计 |
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72 |
◆ 本课程的要求和内容
第一章 闭环控制的直流调速系统
一、学习要求
通过学习课程和做习题，掌握下述问题：
（1）直流调速的方法
（2）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数
（3）调速指标
（4）开环系统特性和闭环系统特性的关系
（5）反馈控制规律
（6）比例积分控制规律
二、课程内容
1、教学内容
（1）直流调速系统用的可控直流电源
（2）晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题
（3）反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计
（4）反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计
（5）比例积分控制规律和无静差调速系统
2、教学要求
（1）重点讲解直流调速的方法、调速指标、反馈控制规律、积分控制规律等基础内容。
（2）理解稳态、动态结构框图。
第二章 转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
一、学习要求
通过学习课程和做习题，掌握下述问题：
（1）转速、电流双闭环直流调速系统的组成
（2）稳态结构图和静特性
（3）各变量的稳态工作点和稳态参数计算
（4）双闭环直流调速系统的动态数学模型
（5）起动过程分析
（6）动态抗扰性能分析
（7）转速和电流两个调节器的作用
（8）典型系统
（9）控制系统的动态性能指标
（10）典型I型系统性能指标和参数的关系
（11）典型II型系统性能指标和参数的关系
（12）调节器结构的选择和传递函数的近似处理——非典型系统的典型化
（13）电流调节器的设计
（14）转速调节器的设计
二、课程内容
1、教学内容
（1）转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性
（2）双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析
（3）调节器的工程设计方法
（4）按工程设计方法设计双闭环直流调速系统的调节器
2、教学要求
（1）重点讲解转速、电流双闭环直流调速系统的组成，起动过程分析，动态抗扰性能分析，转速和电流两个调节器的作用，典型系统，控制系统的动态性能指标，典型系统性能指标和参数的关系，调节器结构的选择和传递函数的近似处理——非典型系统的典型化，调节器的设计。
（2）理解双闭环直流调速系统的稳态、动态结构框图。
第三章 直流脉宽调速系统
一、学习要求
通过学习课程和做习题，掌握下述问题：
（1）不可逆PWM变换器
（2）桥式可逆PWM变换器
（3）直直流脉宽调速系统的机械特性
（4）PWM控制与变换器的数学模型
（5）电能回馈与泵升电压的限制
二、课程内容
1、教学内容
（1）不可逆PWM变换器
（2）桥式可逆PWM变换器
（3）直流脉宽调速系统的机械特性
（4）PWM控制与变换器的数学模型
（5）电能回馈与泵升电压的限制
2、教学要求
（1）重点讲解不可逆PWM变换器，桥式可逆PWM变换器，直流脉宽调速系统的机械特性。
（2）理解桥式可逆PWM变换器，PWM控制与变换器的数学模型，电能回馈与泵升电压的限制。
第四章 闭环控制的异步电动机变压调速系统——转差功率消耗型调速系统
一、学习要求
通过学习课程和做习题，掌握下述问题：
（1）交流调速系统的主要类型
（2）异步电动机变压调速电路
（3）异步电动机改变电压时的机械特性
（4）闭环控制的变压调速系统及其静特性
二、课程内容
1、教学内容
（1）交流调速系统的主要类型
（2）异步电动机变压调速电路
（3）异步电动机改变电压时的机械特性
（4）闭环控制的变压调速系统及其静特性
2、教学要求
（1）重点讲解交流调速系统的主要类型，异步电动机改变电压时的机械特性，闭环控制的变压调速系统及其静特性。
（2）理解闭环控制的变压调速系统及其静特性。
第五章 笼型异步电机变压变频调速系统（VVVF系统）——转差功率不变型调速系统
一、学习要求
通过学习课程和做习题，掌握下述问题：
（1）变压变频调速的基本控制方式
（2）恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性
（3）基频以下电压-频率协调控制时的机械特性
（4）基频以上恒压变频时的机械特性
（5）转速开环恒压频比控制调速系统——通用变频器-异步电动机调速系统
（6）转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统
二、课程内容
1、教学内容
（1）变压变频调速的基本控制方式
（2）异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性
（3）电力电子变压变频器的主要类型
（4）变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术
（5）基于异步电动机稳态模型的变压变频调速
2、教学要求
（1）重点讲解变压变频调速的基本控制方式，恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，基频以下电压-频率协调控制时的机械特性，转速开环恒压频比控制调速系统——通用变频器-异步电动机调速系统，转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统。
（2）理解变压变频调速的基本控制方式，恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，基频以下电压-频率协调控制时的机械特性，转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统。
第六章 矢量控制系统
一、学习要求
通过学习课程和做习题，掌握下述问题：
（1）异步电动机动态数学模型的性质
（2）三相异步电动机的多变量非线性数学模型
（3）坐标变换和变换矩阵
（4）三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型
（5）矢量控制系统的基本思路
（6）按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用
（7）转子磁链模型
（8）转速、磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统
（9）磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统
二、课程内容
1、教学内容
（1）异步电动机的动态数学模型和坐标变换
（2）基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统
2、教学要求
（1）重点讲解异步电动机动态数学模型的性质，三相异步电动机的多变量非线性数学模型，坐标变换和变换矩阵，三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型，矢量控制系统的基本思路，按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用，转子磁链模型。
（2）理解转速、磁链闭环控制的矢量控制系统——直接矢量控制系统，磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统。