Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)




Скачать 133.29 Kb.
НазваниеМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Дата09.11.2012
Размер133.29 Kb.
ТипДокументы


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ)
___________________________________________________________________________________________________________



Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика и электротехника»


Магистерская программа: Электропривод и автоматика

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"Системы управления электроприводов"



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

ИЭТ; М.2.2 (М.2.3)




Часов (всего) по учебному плану:

180+36




Трудоемкость в зачетных единицах:

5+1






Лекции

54 час

9 семестр

Практические занятия

18 час

9 семестр

Лабораторные работы

18 час

9 семестр

Расчетные задания, рефераты




9 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

90 час

9 семестр

Экзамены




9 семестр

Курсовые проекты (работы)

36 час

9 семестр



Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель дисциплины – дать обучающимся понимание важной роли систем управления, как составной части электропривода, познакомить обучающегося с современными системами управления и подготовить обучающихся к их самостоятельной разработке.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

  • вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий, способностью анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК-9).

  • использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

  • демонстрировать навыки работы в коллективе, готовностью генерировать (креативность) и использовать новые идеи (ПК-3);

  • находить творческие решения профессиональных задач, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4);

  • использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии (ПК-9);

  • готовностью применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-11);

  • использовать прикладное программное обеспечение для расчета параметров и выбора устройств электротехнического и электроэнергетического оборудования (ПК-14);

  • выбирать серийное и проектировать новое электротехническое и электроэнергетическое оборудование (ПК-15);

  • самостоятельно выполнять исследования для решения научно-исследовательских и производственных задач с использованием современной аппаратуры и методов исследования свойств материалов и готовых изделий при выполнении исследований в области проектирования и технологии изготовления электротехнической продукции и электроэнергетических объектов (ПК-38);

Задачи дисциплины

  • дать материал, дополняющий дисциплины «Теория автоматического управления», «Электрический привод» практической направленностью применительно к электроприводам переменного и постоянного тока;

  • освоить основные принципы регулирования электроприводов и структуры систем управления;

  • научить обучающихся разрабатывать современные цифровые системы управления электроприводов с использованием цифровых сигнальных микроконтроллеров.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки по программе «Электропривод и автоматика» модуля «Электротехника» направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Электрический привод», «Электрические аппараты», «Теория автоматического управления», «Элементы систем автоматики» и «Регулирование координат электропривода».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:

  • основные источники научно-технической информации по тематике систем управления электроприводов (ОК-6, ОК-9, ПК-2);

  • назначение, функциональный состав и способы описания систем управления электроприводов (ОК-9, ПК-4);

  • приёмы построения систем управления на базе цифровых сигнальных микроконтроллеров (ПК-4, ПК-15).

Уметь:

  • анализировать объект управления, определять его параметры (в том числе экспериментально) и синтезировать пригодную для управления математическую модель (ПК-14, ПК-11, ПК-38);

  • уметь читать структуры систем управления и анализировать принцип их работы и характеристики (ОК-9, ПК-9);

  • составить алгоритм и программу для реализации системы управления на микроконтроллере (ПК-11);

  • производить моделирование процессов в разработанных структурах электроприводов (ПК-11, ПК-40).

Владеть:

  • методикой синтеза регуляторов координат электропривода (ПК-14, ПК-15);

  • навыками математического моделирования объектов изучения на базе стандартных пакетов прикладных программ (ПК-9, ПК-14).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5+1 зачетных единиц, 180+36 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Электромеханическое преобразование энергии

14

9

8

2




4




2

Электрические преобразователи

18

9

8

2

4

4

Контрольная работа

3

Современные цифровые системы управления

20

9

8

4




8

Контрольная работа

4

Системы управления на примере электропривода постоянного тока

38

9

18

4

8

14

Контрольная работа

5

Системы управления синхронного электропривода

10

9

4

2




8




6

Системы управления асинхронного электропривода

22

9

8

2

4

12

Контрольная работа

7

Курсовой проект










(18)




(18)







Зачет

8

9

--

2

2

4

Собеседование




Экзамен

36

9

--

--

--

36

устный




Итого:

180 + (36)




54

18 + (18)

18

90 + (18)





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

Электромеханическое преобразование энергии. Взаимодействие катушки с железом, система с двумя обмотками. Обобщенная машина Уайта и Вудсона. Обобщенная машина фазные и координатные преобразования. Примеры двигателей.

Электрические преобразователи. Модели дросселя, конденсатора, резистора, стойки. 3-фазный инвертор. Широтно-импульсная модуляция в трехфазном инверторе. Высоковольтные преобразователи, широтно-импульсная модуляция в высоковольтных преобразователях. Матричные ПЧ.

Современные цифровые системы управления. Общая структура цифровых СУ, датчики физических величин, АЦП, обработка, ШИМ. Относительные единицы. Преобразование моделей к относительным единицам. Преобразование сигналов АЦП к величинам в относительных единицах. Преимущества применения относительных единиц. Переход от аналоговых систем управления к цифровым. Z-преобразование. Разностные уравнения. Примеры создания полностью цифровых разомкнутых систем управления.

Системы управления на примере электропривода постоянного тока. Влияние обратных связей на регулируемую величину, положительные и отрицательные связи. Подчиненное регулирование координат, коррекция по возмущению. Построение системы управления в относительных единицах. Двухзонное регулирование. Модальное управление. Следящий электропривод. Релейные регуляторы. Регуляторы с предельным быстродействие. Введение в наблюдатели.

Системы управления синхронного электропривода. Вентильный режим синхронного двигателя. Система векторного управления синхронным двигателем. Наблюдатель положения ротора для векторной системы управления синхронным двигателем.

Системы управления асинхронного электропривода. Скалярное управление асинхронного электродвигателя, регулирование скорости в скалярной системе. Векторное управление. Наблюдатели потокосцепления ротора в системах векторного управления асинхронным двигателем. Система прямого управления моментом. Наблюдатели потокосцепления статора.

4.2.2. Практические занятия

Расчет моментной характеристики синхронного двигателя. Получение уравнений момента в разных координатных осях и величинах.

Расчет параметров фильтров преобразователей частоты. Расчет внешних характеристик преобразователей.

Синтез цифровых регуляторов. Выбор относительных единиц. Расчет схемы согласования сигнала датчика и АЦП микроконтроллера.

Расчет параметров регуляторов системы подчиненного регулирования. Построение выходов регуляторов в процессе пуска электропривода.

Расчет характеристик синхронного двигателя в вентильном режиме.

Построение характеристик асинхронного двигателя при частотном регулировании. Определение параметров наблюдателя потокосцепления по известным параметрам двигателя.


4.3. Лабораторные работы

№1. Определение параметров систем «Силовой преобразователь — двигатель» для электроприводов постоянного и переменного тока.

№2. Замкнутые системы управления электропривода постоянного тока.

№3. Типовые структуры управления электропривода постоянного тока.

№4. Системы управления асинхронного частотно-регулируемого электропривода.



4.4. Расчетные задания

В процессе изучения курса студенты выполняют домашние задания по тематике лекций.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект:

1) система управления электропривода постоянного тока;

2) система управления синхронного электропривода;

3) система управления асинхронного электропривода.

Программа курсового проекта

1. Определить частично или полностью параметры исследуемого двигателя. Оценить мощность двигателя. Разработать систему базовых величин для исследуемого двигателя. Для двигателя постоянного тока обязательно необходимо определить номинальное напряжение обмотки возбуждения.

2. Реализовать модель двигателя в среде Simulink пакета Matlab.

3. По заданию, выданному преподавателем, разработать структурную схему системы управления. Описать принципы работы представленной структуры. Произвести синтез регуляторов системы управления.

4. Реализовать систему управления в среде Simulink пакета Matlab.

5. Настроить регуляторы и проверить правильность работы системы управления.

6. Перевести структуру системы управления в относительные единицы для программной реализации.

7. Реализовать систему управления программно в среде Code Composer. Проверить работу системы управления, при необходимости подстроить регуляторы.

8. Снять статические и динамические характеристики получившейся системы.


5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций; проводится моделирование систем управления с иллюстрацией результатов; проводится демонстрационное программирование систем управления с использованием отладочной платы микроконтроллера.

Практические занятия включают проверку домашних заданий, решение задач, моделирование результатов, дискуссии, выполнение контрольных работ.

Лабораторные работы включают натурные испытания структур систем управления электроприводов, проверку методов синтеза и знакомство с особенностями программно-аппаратных решений в области современных систем управления электроприводов.

Самостоятельная работа включает выполнение домашних заданий, подготовку к контрольным и лабораторным работам, работу над курсовым проектом, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются домашние задания, контрольные работы, защиты лабораторных работ, защита курсового проекта.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 9 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. –М.: Издательский центр «Академия», 2006.-304с.

б) дополнительная литература:

1. Анучин А.С. Автоматизированный электропривод. Описание лабораторных стендов. Методическое пособие, Издательский дом МЭИ, Москва, 2010. – 76 с.

2. Анучин А.С., Благодаров Д.А. Системы управления электроприводов. Методические указания по курсу. Методическое пособие, Издательский дом МЭИ, Москва, 2010. – 24 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

aep.mpei.ac.ru

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

б) другие:


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов, наличие отладочной платы микроконтроллера для демострации работы систем управления.

Для проведения лабораторных работ используется специализированная лаборатория кафедры Автоматизированного электропривода.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю «Электропривод и автоматика».


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Анучин А.С.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой АЭП

к.т.н., профессор Сергиевский Ю.Н.

Похожие:

Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Профиль(и) подготовки: Техногенная безопасность в электроэнергетике и электротехнике
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Профиль(и) подготовки: Техногенная безопасность в электроэнергетике и электротехнике
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Профиль(и) подготовки: Техногенная безопасность в электроэнергетике и электротехнике
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Профиль(и) подготовки: Техногенная безопасность в электроэнергетике и электротехнике
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Профиль(и) подготовки: Техногенная безопасность в электроэнергетике и электротехнике
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Программа магистратуры: Электротехнологические процессы и установки с системами питания и управления
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Программа магистратуры: Электромеханическое преобразование энергии и методы его исследования
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Программа магистратуры: Электромеханическое преобразование энергии и методы его исследования
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Целью дисциплины является изучение принципов построения, исследования и проектирования систем автоматического управления электротехнологическими...
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)
Магистерская программа: Техническое и информационное обеспечение построения и функционирования источников питания, сетей и объектов...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница