本单元课程训练目标在於藉由电脑辅助电路模拟并动手制作简单且安全的 ....doc

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1、一、前言本單元課程訓練目標在於藉由電腦輔助電路模擬並動手製作簡單且安全的小型的電動機控制，使學生明瞭電動機控制所需各領域彼此的關係。這種訓練除了讓學生有按步引導親自參與的學習成就感外且灌輸工業界實務設計之重要基本概念；亦即實務設計評估工作由適當的軟體模擬優先硬體模擬。本課程實際上是電機領域中諸多學門之綜合體；也就是說，它是一門實務應用課程。它與其他課程相同為達到學習的成效，必須事先修習一些相關課程做為基礎，如電子學、電路學、電力電子學、數位邏輯、電機機械、自動控制、單晶片、感測元件、電路模擬分析

2、等課程，彼此關係如圖1所示。電子學電路學感測元件電力電子學電路模擬分析電動機控制實習數位邏輯自動控制電機機械圖1電動機控制實習與各學門之關連性87至於課程實驗對象選擇PWM方法來控制直流馬達的速度，並分別進行軟體模擬分析與硬體製作量測。它的系統方塊圖，如圖2所示。讓學習者在進行實驗前，明瞭每部份方塊圖之基本動作後，以便課程的訓練目標能順利達成。我們針對每部份方塊圖做觀念的陳述如下：直流能源速度設定機構驅動器伺服馬達設定速度圖2直流伺服馬達速度控制系統之方塊圖（一）設定速度：期望伺服馬達運轉的速度

3、，也就是說，依據應用目的加以設定。（二）設定機構：將設定速度轉換成實際運作能接受之物理量。例如系統中設定轉速rpm轉成相對的電壓訊號。（三）驅動器：將所需的適當的能量透過它能傳遞給設備。（四）直流能源：提供設備所需能量的形式與能量的來源。（五）伺服馬達：設備的型式。87二、實驗工具古人有云：「工欲善其事，必先利其器」，因此實驗課程所用的工具瞭解程度相當重要。從實驗課程的項目分成兩大部份：軟體模擬方式與硬體實作方式知道，完成它們所需的基本工具如下說明：（一）軟體模擬方式：選定模擬軟體並學會需要操作

4、部份，本系統軟體採用美國Intusoft公司所發展的ICAP/4系統，它包含四個主軟體1.SpiceNet電路圖輸入軟體。2.PreSpice模型資料庫軟體。3.IsSpice電路模擬軟體。4.IntuScope波形分析與處理軟體。它的處理方式可彈性應用交談的模擬方式，使應用者對不滿意的現狀加以改變。再談到軟體在課程運用的層面上做部份做簡要的說明：（1）電路圖編撰：利用SpiceNet軟體直接引用內建的元件資料庫繪製電路圖，它的動作如下：a.進入SpiceNet系統。指令動作：87開始程式集（P

5、）ICAP-4RxStartICAPS按左鍵一下。顯示畫面：圖3進入SpiceNet系統的圖形b.繪製電路圖：指令動作：將滑鼠選定電路元件欲擺設的位置按左鍵一下選取「SpiceNet」Parts【選取所需元件】按左鍵一下完成一元件選取依元件選取方式完成整個電路。87顯示畫面：圖4選取一元件步驟1圖5選取一元件步驟287圖6選取一元件步驟3完整電路繪製結果：圖7完整電路的繪圖87練習：利用SpiceNet軟體繪製電路圖。問題討論：實習中遇那些問題？（1）元件參數設定：將滑鼠移至在繪製電路圖上，指令

6、動作：選擇要設定參數的元件按連續左鍵二下進入元件參數內容移至元件設定參數值位置更改參數OK顯示畫面：圖8進入元件參數內容87練習：利用SpiceNet軟體繪製電路圖，設定下列參數如圖所示。（1）電路模擬分析設定：指令動作：選取「SpiceNet」ActionsSimulationSetupEdit分析選擇項目（如Transient）設定模擬參數Done顯示圖形：圖9進入SimulationSetup畫面87圖10進入Edit畫面圖11進入分析選擇項目畫面87圖12進入設定模擬參數畫面練習：繼續上

7、題，設定DataStepTime=20usTotalAnalysisTime=30msTimeStartRecordingData=25m問題討論：說明其他分析方式之用途？（1）觀測訊號選擇分析：指令動作：選取「SpiceNet」ActionsSimulation按滑鼠左鍵一下顯示圖形：87圖13（a）進行分析執行動作圖13（b）完成分析執行動作87指令動作：選取「Ispice4」ActionsScope按滑鼠左鍵一下顯示圖形：圖14選擇觀測分析圖15進入觀測分析畫面87指令動作：選取「Intu

8、Scope」Waveforms選取波形按滑鼠左鍵一下顯示圖形：圖16（a）選擇觀測訊號畫面圖16（b）顯示選取觀測訊號畫面87（1）做報告印出圖形方式：指令動作：選取「IntuScope」FilePrint按滑鼠左鍵一下顯示圖形：圖17選取印出圖形畫面圖18顯示整頁圖形畫面87圖19顯示實際圖形畫面圖形貼於MicrosoftWord剪貼簿中：指令動作：CopytoClipboardDone87（一）硬體實作方式：想要順利建構任何系統，它的基本原則是將系統細分數個小系統並協定小系統的規格，再個別進