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关键词： 滑模控制   趋近率   模型参数辨识   自适应反步滑模控制  

摘要： 本文研究方向主要为无刷直流电机拖动系统的建模和控制,其本质上可归类为在负载变化下的电机调速跟踪问题。在实际工程应用中,系统负载时变下的调速跟踪问题正成为一类研究热点问题,传统控制方法只能够在一定程度上解决其问题,但是对于负载时变下的情况并不能够很好地应对。本文在前人的研究基础上,分析了结合特殊幂次趋近率的自适应滑模控制方法和改进全局滑模控制方法,并提出了基于模型参数辨识的自适应反步滑模控制方法,为验证控制方法应用在无刷直流电机拖动系统的有效性,设计并搭建了变负载实验平台。本文的工作内容主要有以下几点。 第一,分析无刷直流电机拖动系统在实际工况下的负载变化规律,考虑其动力学特性以及负载转矩的时变性,建立相对准确的系统数学模型,然后通过将采用特殊幂次趋近律的滑模控制方法和自适应控制方法相结合,提出一种自适应滑模控制方法,该方法能够根据负载转矩的时变特性,自适应地调整控制参数和提高系统的稳定性及跟踪精度,同时还分析了改进的全局滑模控制方法,该方法使得系统在控制过程中具有全程鲁棒性。通过仿真实验,所提出的基于特殊幂次趋近律的自适应滑模控制方法和改进全局滑模控制方法能够适应负载转矩时变的特点,减小了转矩变化对跟踪精度的影响,相比于PID控制方法具有更高的跟踪精度,但自适应滑模控制方法在控制输出时受到滑模函数的影响。 第二,提出的自适应反步滑模控制方法可以通过辨识无刷直流电机拖动系统的模型,控制器利用实时估算得到的系统参数作为模型参数,使其具备感知环境变化的能力,通过自适应调节控制器输出状态,有效地应对负载渐变情况下的控制需求。通过仿真实验验证,基于模型参数估计的自适应反步滑模控制方法能够克服滑模函数对自适应调节的影响,具有良好的控制性能和鲁棒性,更适用于负载渐变情况下的控制任务。 第三,搭建无刷直流电机拖动系统的实物验证平台,对比其它传统控制方法验证其所提出方法的有效性。使用DSP芯片来实现所提出的滑模控制方法,使用磁粉制动器输出转矩作为无刷直流电机拖动系统的外部负载,通过多次实验可以验证上述所提出的方法在无刷直流电机拖动系统负载渐变环境下具有良好的控制性能。

关键词： 电机   直流测功机   虚拟仿真   Unity3D   Simulink  

摘要： 虚拟现实是近几年来最为热门的一项前沿技术。本课题将电气工程专业的电机拖动实验课程和虚拟现实技术相结合,针对目前高校中传统的实验教学模式所暴露出的种种弊端,如实验设备匮乏、时空受限、安全隐患等问题,以电机拖动实验设备为仿真对象,提出了基于Unity3D与Simulink的电机拖动虚拟仿真实验系统。主要工作与成果如下: (1)首先通过对国家教育信息化需求以及电机拖动实验在电气工程专业中的重要性进行了分析。结合虚拟现实技术在国内外虚拟仿真实验教学中的情况,确定了本系统的研究价值与方向,进而确定了本文的研究内容与框架。再通过对用户的需求分析,结合电机拖动的实验内容,确定了系统的组成结构及功能,并根据虚拟现实技术所需的相关技术制定了系统的开发流程。 (2)通过分析直流电机的电磁特性、机械特性、热力学特性及相互耦合关系,构建了适合于虚拟现实技术的“电—机—热”一体化数学模型。对直流测功机系统在Simulink中进行了系统建模与控制设计,提高了以往虚拟仿真实验系统中数学模型的全面性以及准确性。 (3)基于Unity3D与3ds Max软件,借助模型简化技术、LOD与Morphing结合技术、碰撞检测技术、数据库技术、C#脚本设计、粒子系统等,开发实现了电机拖动虚拟仿真实验系统的UI界面、实验室漫游、实验模拟、实验操作事故可视化等功能。 (4)借助UDP协议对Unity3D和Simulink进行联合仿真设计,使得Unity3D中虚拟仿真电机的相关数据参数传输到Simulink的直流测功机模型中。然后经过Simulink中的直流测功机数据分析处理后,把相应的数据参数传输到Unity3D的直流测功机虚拟样机上并进行数据可视化,实现了两个软件之间的通信连接。最后,联合仿真结果表明Unity3D中直流测功机虚拟样机的数据变化及可视化能够依据Simulink中直流测功机模型仿真结果进行变化。 本次电机拖动虚拟仿真实验系统基于Unity3D和MATLAB/Simulink两种不同的开发环境,通过UDP协议完成了两个软件的实时通信,增加了数学模型的全面性以及准确性。该系统具有登陆注册、成绩查询、实验室漫游、实验模拟、实验操作事故可视化等功能,在一定程度上缓解了传统实验教学的众多弊端,具有一定的实际意义,提高了学生的学习兴趣以及对实验机理的认识度。该论文有图69幅,表6个,参考文献64篇。

关键词： 应用型   电机及拖动   教学改革  

摘要： “电机及拖动”是自动化的专业基础课,以培养应用性人才为目标,分析该课程的教学现状和存在的主要问题,进行了一系列的课程教学改革,主要从教学内容的调整、教学方法的灵活运用、教学课件的制作、考核方式的改变和实验改革等方面进行了探讨,通过实践取得了良好的成绩,并提出了今后发展的方向。

关键词： 变频器   应用   维护  

摘要： 变频器作为一种在船闸电机拖动中广泛应用的调速节能设备,选型应用及检查维护十分重要,本文从基本类型选择、控制方式、加减速设置、检查维护要点、典型故障处理等方面入手,提出了较为全面的建议,为通用变频器在船闸电机拖动中的应用提供了有效地参考。

关键词： 终身学习能力   混合式教学   工科大学生  

摘要： 终身学习是大学生适应社会发展和个体发展的需要,混合式教学是高等教育教学改革的趋势之一,通过专业课程的混合式教学提升大学生终身学习能力,使其适应时代和社会的发展。高等学校、教师、大学生应当重视大学生终身学习意识的培养,通过“电机与拖动”课程线上线下混合式教学,在课前自主学习、测验、小组合作完成研讨任务等环节潜移默化地提升学生自我管理、问题求解、交流合作能力和信息素养。教学实践表明,开展线上线下混合教学有利于培养学生通过自主学习、信息查询、交流合作等方式解决问题的能力,拓展学生的创新应用能力,显著提高学生成绩,受到大多数学生的好评和认可。

关键词： 仿真技术   《电机与拖动》   高职教学   增值评价  

摘要： 随着课程信息化教学改革在高职院校的深入开展,仿真技术作为信息化的重要组成部分,正融入越来越多的课程中。《电机与拖动》作为高职机电一体化、电气自动化、装备制造等专业的核心课程,应用范围广,融合电工学与机械学的知识,理解难度大,电机拖动负载进行带电测试,危险系数高。本文针对如何将仿真技术应用于《电机与拖动》课程之中进行研究与实践,达到缩短实验时间、提高实验效果、加深学生理解和合理增值评价的良好效应。

关键词： 电机与电力拖动   课程思政   专业基础课  

摘要： 《电机与电力拖动》课程思政的教学实践说明了在教学中融入课程思政的重要性,融入思政元素是教师立德树人、传授知识的内在要求,也是课程教学的点睛之笔。从《电机与电力拖动》课程介绍、课程思政教学体系的构建、课程思政建设的思索、课程思政案例论证课程思政建设,让学生在学习专业基础理论的同时,全方位地接受课程思政的熏陶,培养其爱校、爱国的情怀,增强科技报国的责任感,实现价值引领和知识育人的双重目标。

ISBN: (纸本)9787122438225

关键词： 电机与拖动基础   课程思政   专业核心课程  

摘要： 一流专业和一流课程的建设核心是打造融入思政元素的“金课”,以“电机与拖动基础”专业核心课程为例,对课程教学现状进行了分析,结合专业和课程的教学目标,在教学内容中融入了思政元素,并给出了成绩评定方法。以三相异步电动机的调速课程内容为教学案例,设计了思政教学内容,启发了学生的学习兴趣,结合课程思政教育激发学生的民族自豪感,树立社会主义核心价值观,培养学生的家国情怀。

关键词： 混合式教学   电机拖动与控制   高等教育   在线学习   学习成果  

摘要： 混合式教学模式已经在高等教育中得到广泛应用,以提高学生的学习体验和成果。本论文探讨了混合式教学模式在电机拖动与控制课程中的应用。通过结合传统面对面教学和在线学习资源,本研究旨在评估混合式教学对学生学术成绩、参与度和满意度的影响。通过文献回顾、案例分析和学生反馈,本研究发现混合式教学模式在电机拖动与控制课程中具有巨大潜力,能够提高学生的学习成果和促进主动学习。