哈尔滨工程大学

自动控制元件

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课程概述

自动控制元件是应用在自动控制系统中的元件,起到执行、测量、放大、校正的作用。在航空航天领域、船舶航行、机器人运动、数控机床的机加工控制等领域中都能看到自动控制元件的身影。通过本课程的学习,可以使学生在了解元件结构和原理的基础上,掌握各种元件的特性及技术数据。目的是使学生能够正确选用控制元件,从而进行控制系统的设计。本课程也是学习自动控制理论课程的先行课之一。

证书要求

完成课程学习并考核合格(取得60分以上成绩)可获得合格证书,成绩优秀(取得85分以上成绩)可获得优秀证书。

预备知识

电路基础、大学物理、模拟电子技术

授课大纲


    课程的讲解共分为60讲,教学大纲如下:

    第一讲  自动控制元件基础知识

第一部分 基于稳恒磁场的元件

    第二讲 伺服及相关概念

     第三讲 直流电机的基本工作原理

     第四讲 直流电机的结构

     第五讲 直流电机的磁场

     第六讲 直流电机的电磁转矩和感应电动势

     第七讲 他励式直流电机的基本方程式

     第八讲 直流伺服电动机的静态特性之机械特性

     第九讲 直流伺服电动机的静态特性之控制特性

     第十讲 直流伺服电动机的动态特性

     第十一讲 直流力矩电动机

     第十二讲 直流伺服电动机应用实例

     第十三讲 直流测速发电机特性

     第十四讲 直流测速发电机的应用

     第十五讲 直流测速发电机应用实例

    第十六讲之小白解释:直流电动机的PWM

第二部分 基于脉振磁场的元件

    第十七讲 变压器的空载运行

     第十八讲 变压器起的负载运行

     第十九讲 旋转变压器的结构

     第二十讲 轴线的定义

     第二十一讲 脉振磁场

     第二十二讲 正余弦旋转变压器的空载运行

     第二十三讲 正余弦旋转变压器的负载运行

     第二十四讲 正余弦旋转变压器的补偿

     第二十五讲 线性旋转变压器

     第二十六讲 旋转变压器特性实验

     第二十七讲 正余弦旋转变压器的应用

     第二十八讲 多极旋转变压器应用实例

     第二十九讲 自整角机的结构

     第三十讲 力矩式自整角机的工作原理

     第三十一讲 力矩式自整角机的工作原理续

     第三十二讲 控制式自整角机的工作原理

     第三十三讲 自整角机协调位置

     第三十四讲 控制式自整角机的应用实例

第三部分 基于旋转磁场的元件

     第三十五讲 步进电动机的结构

     第三十六讲 反应式步进电动机的基本原理

     第三十七讲 反应式步进电动机的基本原理续 

     第三十八讲 反应式步进电动机的静态特性

     第三十九讲 静稳定区

     第四十讲 反应式步进电动机的动态特性

     第四十一讲 反应式步进电动机的连续运行

     第四十二讲 永磁式和混合式步进电动机

     第四十三讲 步进电动机的应用实例

     第四十四讲 交流伺服电动机的结构

     第四十五讲 交流伺服电动机的工作原理

     第四十六讲 圆形旋转磁场

     第四十七讲 圆形旋转磁场下的电动机特性

     第四十八讲 椭圆形旋转磁场

     第四十九讲 椭圆形旋转磁场的分解

     第五十讲 椭圆形旋转磁场下的电动机特性 

     第五十一讲 两相交流伺服电动机的控制方法 

     第五十二讲 两相异步电动机的静态特性 

     第五十三讲 两相交流伺服电动机特性实验 

     第五十四讲 永磁同步伺服电动机

     第五十五讲 交流伺服电动机的应用实例

     第五十六讲 无刷直流电动机的结构

     第五十七讲 无刷直流电动机的工作原理

     第五十八讲 无刷直流电动机的特性

     第五十九讲 无刷直流电动机的应用实例

     第六十讲之小白解释:交流电动机的SPWM








    

参考资料

所用教材

    池海红,单蔓红,王显峰.自动控制元件(第二版),清华大学出版社,2015.2

    可以到当当京东亚马逊网站购买;也可以到清华大学出版社网站购买。


     


其他参考资料:

1、()雨宫好文,松井信行.控制用电机入门.北京:科学出版社,2000

2、顾绳谷.电机及拖动基础.第四版.北京:机械工业出版社,2010

3、R Krishman.Permanent Magnet synchronous and brushless DC motor Drives.

  Abingclon:Taylor & Francis,2010

4、寇宝泉,程树康.交流伺服电机及其控制.北京:机械工业出版社,2008

5、孙健忠,白凤仙.特种电机及其控制.北京:中国水利水电出版社,2005


常见问题

大家经常会觉得课程中各种电磁元件的磁场难于理解,因此在课程中我们将抽象的磁场形象化,均以动画的形式表现出来。