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课程编号：08265066

课程名称：电机控制

英文名称：Machine Control

开课学期：6

学时/学分：48/3（其中实验学时：6）

课程类型：选修课

开课专业：电气工程及其自动化专业本科生

选用教材：李铁才编著：《电机控制技术》哈尔滨上业大学出版杜，2000.12

主要参考书：

1、谭建成主编 电机控制专用集成电路．北京：机械工业出版社，1999

2、张琛编著 直流无刷电动机原理及应用．北京：机械工业出版社，1996

3、赖福新主编．电机控制系统．上海：上海交通大学出版社，1995

执笔人：段清明

一、 课程性质、目的和任务

1. 本课程是电气工程与自动化专业限定选修的专业课。

2. 本课程的目的和任务是了解电机控制技术的概念、关键技术、模型，掌握直流电动机驱动控制的经典方法和驱动控制系统设计，重点掌握步进电动机和无刷电动机的工作原理及控制方法，熟练掌握方波无刷电动机和正弦波无刷电动机的控制方法，了解同步电动机和感应电动机驱动控制的发展及方法，初步掌握电机控制系统的设计技术，了解电机驱动控制的最新技术方法。

二、教学基本要求

1、 了解系电机控制技术的概念、关键技术、模型。

2、 掌握直流电动机驱动控制的经典方法和驱动控制系统设计。

3、 掌握步进电动机和无刷电动机的工作原理及控制方法。

4、 熟练掌握方波无刷电动机和正弦波无刷电动机的控制方法。

5、 了解同步电动机和感应电动机驱动控制的发展及方法。

6、初步掌握电机控制系统的设计技术，电机驱动控制的最新技术方法。

三、教学内容及要求

第1章 电机控制概述（2学时）

1.1 电机控制技术的概念和内容

1.2 电机控制中的关键技术

1.3 电机控制技术的要素

1.4 电机控制系统的数学模型

1.5 模拟运动控制系统和增量运动控制系统

第2章 直流电动机的控制（10学时）

2.1 直流电动机的调速方法

2.2 采用晶体管的不可逆和可逆开环变速控制

2.2.1 GTR不可逆变速控制

2.2.2 GTR可逆变速控制

2.2.3 PAM变速控制

2.2.4 PWM变速控制

2.3 驱动电路的设计

2.3.1 开关频率和主回路附加电感的选择

2.3.2 功率驱动电路的选择

2.3.3 具有光电耦合绝缘的前置驱动电路

2.3.4 防直通导通延时电路

2.4 小功率PWM位置伺服系统

2.5 直流电动机双闭环调速系统的工程设计方法

第3章 步进电动机的控制（8学时）

3.1 步进电动机的工作原理及驱动方法

3.2 步进电动机的开环控制

3.2.1 串行控制

3.2.2 单片机串行控制的步进电动机

3.2.3 并行控制

3.2.4 步进电动机开环变速控制

第4章 无刷直流伺服电动机与控制系统（10学时）

4.1 无刷直流伺服电动机的运行原理和结构特点

4.1.1 “方波”运行原理与“正弦波”运行原理

4.1.2 结构特点

4.2 无刷直流伺服电动机的位置传感器

4.3 无刷直流伺服电动机的功率驱动电路

4.3.1 功率驱动电路的基本类型

4.3.2 功率驱动电路的功率器件选择

4.4 无刷伺服电动机控制系统

4.5 正弦波无刷电动机及控制系统

第5章 同步电动机的控制（4学时）

5.1 同步电动机变频调速的控制方式和特点

5.2 变频调速同步电动机的工作特性

5.3 同步电动机变频调速控制

第6章 感应电动机的控制（4学时）

6.1 感应电动机调速系统的发展

6.2 感应电动机的调速方法

6.3 感应电动机变压变频调速原理

6.4 电力变压变频装置

6.5 正弦波脉宽调制原理和方法

6.6 正弦波脉宽调制变频变压电路

第7章 电机控制系统的设计（4学时）

7.1 计算机软盘驱动器的驱动与控制

7.2 数控铣床驱动及控制系统

7.3 磨床驱动控制系统

四、实验（6学时）

a) 实验目的与任务

通过电机控制实验，巩固和加深所学到的理论知识。培养学生运用所讲授的基本理论知识分析处理实际问题，从而提高学生解决实际问题的能力，进一步巩固掌握电机控制系统的分析和设计方法。另外通过实验，使学生能够熟悉实验中常用的设备、仪器性能以及提高学生操作技能。

b) 实验教学基本要求

1、要求掌握直流电机调速方法、工作原理以及理论分析计算，然后通过实验对理论分析计算做出验证，并写出实验报告。

2、要求掌握步进电机的工作原理、驱动方法以及理论分析，然后通过实验对理论分析计算做出验证，并写出实验报告。

3、要求掌握交流电机工作原理、正弦波脉宽调制原理和方法以及利用正弦波脉宽调制变频变压工作原理，然后通过实验对理论分析计算做出验证，并写出实验报告。

c) 实验教材或指导书

自编

d) 实验项目一览表

五、考核方式：考试