运动控制综合训练课程设计总结三篇.docx

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1、运动控制综合训练课程设计总结三篇第一篇：运动控制综合训练课程设计总结摘要：通过对“运动控制”课程设计教学的研究与实践，提出了交流电机矢量控制调速系统课程设计的新方法。将矢量控制的理论模型与变频器实际的矢量控制系统结构图进行对比分析,研究变频器的矢量控制和工艺流程PID控制器所包含模块的参数设置，综合运用现代运动控制系统的现场总线通信与P1C编程技术、人机界面与组态软件技术，完成具有实际工程背景的课程设计。丰富了运动控制课程设计的教学内容，促进了学生的理论知识与现代工程技术密切结合。关键词：课程设计；交流调速系统；矢量控制；变频器“运动控制系统”教学容易出现重视理论分析和传统教学实验，轻视实际控

2、制系统中先进技术应用的分析；“运动控制课程设计”又经常成为理论上的设计，或控制系统理论模型的仿真验证。受实践教学环境限制，选题一般是双闭环模拟直流调速系统设计及调试，或是数字直流调速系统设计及仿真。交流调速课程设计一般是基于稳态数学模型的SPWM变频技术、V/f协调控制方式、单闭环无静差数字调速系统设计及仿真；变频电源硬件电路包括三相电压源型变频电源主电路、保护电路、单片机的检测、控制电路和驱动电路设计。从开关器件、控制电路的参数计算到软件的设计编程，内容丰富、时间紧凑。虽然对系统的整体设计训练有很大帮助，但与实际工程应用现状差距很大。提高变频电源的效率在硬件电路上要求尽可能提高功率器件的开关

3、频率、采用软开关技术、完善的功率器件驱动电路和缓冲电路的设计；软件上还得考虑改进正弦调制波等11-2o而两周的课程设计时间要完成类似这种交流调速系统的软、硬件设计，更进一步从变频电源到采用矢量控制理论的数字调速系统的设计及仿真，会有很大难度。考虑到无论采用什么数学模型处理交流电动机变频调速问题，变频电源硬件电路基本上是一样的或是通用的。因此可以考虑在“电力电子技术”课程中布置大作业或开设“电力电子技术课程设计”，完成数字交、直流调速系统硬件电路的设计。基于动态数学模型的交流电动机矢量控制技术已经相当成熟，在中、高档变频器中得到广泛应用。因此课程设计的选题应该覆盖矢量控制技术，采取有效措施加强理

4、论教学和实际工程先进技术应用的结合。深刻理解矢量控制理论在交流调速系统中的应用；如何利用变频器构成闭环控制系统；如何采用工业现场总线、P1C,将变频器集成在大型复杂控制系统中。为此实验室做了“运动控制课程设计”的教学改革研究，并设计了异步电动机协调控制的综合实验平台。1矢量控制数学模型交流调速的教学往往是数学公式推导多、仿真也仅限于课堂教学演示。学生缺少相关的训练，对电机数学模型及各种控制方法难以理解，更不清楚矢量控制理论在实际系统中如何实现34O所以课程设计开始要引导学生对教材中各种矢量控制系统模型特点进行分析总结，并对西门子MM440变频器的各种控制结构图5进行对比分析，找出理论上与实际交

5、流调速系统最接近的控制模型，深刻理解矢量控制技术在实际系统中如何具体实现。相关文献68有多种矢量控制理论的异步电动机控制模型。按照转子磁场定向的矢量控制系统、根据其对磁链处理方法不同又分为间接矢量控制系统和直接矢量控制系统，后者模型一般包括速度调节器、转矩调节器、磁链调节器，甚至包括三相电流调节器。其中，逆变器采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)的异步电动机直接矢量控制变频调速系统与实际变频器中的矢量控制模型比较接近。控制系统结构图都设置了转速和磁链两个闭环子系统，但实际系统没有设置磁链调节器和转矩调节器，而是通过励磁电流调节器和转矩电流调节器实现解耦控制。根据电机转速获取方法不同又分为不带编码

6、器(S1VC)的和带编码器(Ve)的矢量控制模型；两个模型根据控制系统给定值不同，又都具有转速控制及转矩控制两种方式。但这里的转矩控制是指变频器的控制方式，区别于理论上同样基于动态数学模型的异步电动机直接转矩控制系统。图2中速度调节器、转矩电流调节器及关于转子磁场定向角辨识的3个模块都含有可设定参数，根据系统运行可以精确调试，或者采用变频器默认参数值。磁链闭环子系统的不同是实际系统与理论模型的主要差别：磁链子系统中磁化曲线模块的输出，作为励磁电流调节器的给定值。因此实际操作中，预先通过变频器参数设定环节测量电动机的磁化曲线显得非常重要。通过模型分析，学生不仅深入了解矢量控制理论在实际系统中的应

7、用技术，而且容易理解变频器有关矢量控制参数的物理意义以及设置。2工业过程闭环控制西门子MM440矢量变频器的控制方式按照电动机的数学模型可以分为两大类:基于稳态数学模型的V/f特性控制和基于动态数学模型的矢量控制9o前者又细分为V/f线性的、带有电压提升的、滑差补偿的几种方式，但都是电机转速开环控制；而后者是转速闭环控制。为了满足实际控制系统的要求,变频器提供了工艺流程PID控制器。以节能为主要目的的异步电动机调速系统一般只需要平滑调速，对动态性能要求不高,适合采用V/f特性控制方式，如变频供水和通风系统。课程设计题目要求学生设计由P1C、变频器和两台电机组成的“一拖多”变频供水系统。完成从变

8、频器的控制方式、闭环控制系统的给定、反馈通道和反馈信号等变频器有关参数设置，到P1C的简单控制程序。熟悉系统的Pn）控制器默认参数及调节范围,并在最后实验过程中运行调试。硬件电路包括接触器、P1C的控制电路，还有从实验平台数字电压表箱取出负载发电机输出电压信号，模拟供水压力反馈信号给变频器的模拟输入端子。3工业现场总线现代运动控制系统很少是单台变频器（电机）运行，往往是数台变频器协调控制，系统中还有各种数据采集及其他智能终端设备。矢量变频器在复杂系统中仅仅是一个高智能的电机驱动器，依靠其扩展通讯模块集成到工业现场总线控制系统中。课程设计典型题目一多电机协调控制系统，要求学生设计卷绕机械装置驱动

9、控制系统。这里不仅要控制卷材的张力还要协调两台电机的运行速度10,两台电机分别采用转矩控制和转速控制。变频器适合采用无脉冲编码器的矢量控制（S1VC）方式。S1VC的控制性能取决于变频器相关参数的设置以及电动机数据测量的精度，因此，系统调试前必须用变频器对电动机所有参数进行自动检测。主、从电动机协调控制实验平台采用低成本的集成方式。采用西门子P1C200SMART可编程控制器和两台MM440变频器，通讯采用485总线、USS通讯协议，因此不需要额外的现场总线通讯模块。P1C200作为主站控制变频器，按照系统的设计要求设置变频器的控制参数，控制电动机的启动、停止，控制方式的切换，运行速度的协调等

10、；并采集每台电动机的运行数据传送到工作站。除了交流调速系统外，典型的直流电机双闭环数字调速系统、机器人1112及车辆控制等作为课程设计题目具有丰富的研究内容，所以要不断地为学生创造相应的实践教学环境。4结语“运动控制”课程设计的教学过程具有综合性、实践性和创新性的特点，课程设计过程要启发学生以掌握的理论知识去分析先进工程技术实际模型。这里特别要注重矢量控制结构图中理论与实际的差距，掌握变频器参数设置及工艺流程P1D控制器的应用，以及现代运动控制系统中工业现场总线技术、人机界面与组态软件技术的综合应用。第二篇：运动控制综合训练课程设计总结在本次运动控制系统课程设计中，我收获了很多。对所学的很多课

11、程有了系统的了解以及其应用。我们组设计的作品为“寻迹小车”，以及简易上位机、Web端可视化网页，构成了下位机-上位机/客户端-Web的完整框架结构，具备远程操纵和查询的功能。就下位机而言，主要是由stm32作为处理器，实现小车的PID调节、外接设备10、串口通讯等控制和处理功能，以直流电机作为驱动，并由两节干电池作电源。其中，我对P1D这种调节规律在实际项目中的运用有了更深层次的理解，比如微分环节能使系统超前作用，但微分系数不宜过大，否则小车会产生振荡不稳定现象，即书上所说的超调量增大。一般会把比例作用设置大一些，积分小很多，微分作用可看具体情况添加甚至可为0。另一个就是电机调速里最重要的实现

12、方法一一PWM脉宽调制，实际上就是通过改变矩形波占空比而改变了电压输出的有效值，从而调节电机转速。这很有意思，通过编程能该百年硬件上的特性，充分体现了软硬件一体的思想。我主要负责的是上位机，即基于QTcreator的简易寻迹小车GU1程序开发，写这个软件难度远比我预料的要大，一方面QTCreator网上的实例比较少，找“轮子”很难找，不得不硬着头皮造轮子，这就很麻烦。首先是QT和mysq1的连接就耗费了大量时间，反复安装mysq1都未得到解决。后来发现mysq1的位数必须与QT编译器的位数一致，我原以为是一致的，因为我电脑就是64位。没想到老师发给我们QT是32位的，位数不一致导致一直连接不成

13、功。在解决了mysq1和QT连接后，遇到了数据类型转换的难点。比如QString和Qbytearray,以及int、doub1e型互换比C语言要麻烦。主要是因为QBytearray是字节型。还有怎么查询到mysq1表中已经存在的记录总数,然后才能进行添加总之，诸如此类的细节问题遇到还挺多。网页部分我主要是把mysq1数据库写入就可以了，参与不多。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！古人说的不错，想永远比做要简单。通过本次课设，我更明白了要脚踏实地做事情。第三篇：运动控制综合训练课程设计总结经过一个学期对C+程序设计的学习，我学习到了基本的理论知识，了解到了C+语言程序设计的思想，这些知识都为我的课

14、程实践和进一步的学习打下了坚实的基础。在为期近两周的C+课程设计中，我体会颇多，学到了很多东西。我加强了对C+程序设计这门课程的认识，并且复习了自我以前学习到的知识。这些都使得我对计算机语言的学习有了更深入的认识！总之，经过这次课程设计，我收获颇丰，相信会为自我以后的学习和工作带来很大的好处。像职工信息表这样的程序设计，经历了平时在课堂和考试中不会出现的问题和考验。而这些问题，这并不是我们平时只靠课本，就能够轻易解决的。所以，锻炼了我们挑战难题，学会用已掌握的知识去解决具体问题的本事，进一步培养了独立思考问题和解决问题的本事。异常是学会了在ViSUaIC+中如何调试程序的方法。当然，教师的指导

15、和同学的帮忙也是不可忽视的，他们给了我许多提示和帮忙，教会了我编译复杂程序的方法。在教师和同学的帮忙下，经过自我的努力，最终完成了这次职工信息表的简单课程设计。我经过这段时间的编程，对其中的艰辛，我是深有体会。从刚开始的选择程序、理解程序到之后的调试程序以及改善程序这个过程中，我遇到了各种各样的困难和挫折。可是我坚定信念，对自我充满了信心，想尽一切办法克服重重困难。经过课程设计的训练，我进一步学习和掌握了对程序的设计和编写，从中体会到了面向对象程序设计的方便和巧妙。懂得了在进行编写一个程序之前，要有明确的目标和整体的设计思想。另外某些具体的细节资料也是相当的重要。这些宝贵的编程思想和从中摸索到

16、的经验都是在编程的过程中获得的宝贵财富。这些经验对我以后的编程会有很大的帮忙的，我要好好利用。虽然这次课程设计是在参考程序的基础之上进行的，可是我觉得对自我是一个挑战和锻炼。我很欣慰自我能在程序中加入自我的想法和有关程序资料，也就是对它的程序改善了一番改善，并有创新。可是我感觉自我的创新还不够典型，总之还不是很满意。另外由于时间的紧迫和对知识的了解不够广泛,造成了系统中还存在许多不足，功能上还不够完善。以后我会继续努力，大胆创新，争取能编写出透射着自我思想的程序。这次课程设计让我充分认识到了自我的不足，认识到了动手本事的重要性。我会在以后的学习中更加努力锻炼自我，提高自我，让自我写出更好更完善的程序，为以后的编程打好基础！总而言之，这次C+程序设计实践让我收获很大。