單軸電機運動控制實驗報告范文
篇一：運動控制實驗報告
實驗一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)電流-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器調(diào)試
一．實驗?zāi)康?/strong>
1．熟悉直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對其提出的要求。 2．掌握直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的調(diào)試步驟和方法。
二．實驗內(nèi)容
1．調(diào)節(jié)器的調(diào)試
三．實驗設(shè)備及儀器
1．教學(xué)實驗臺主控制屏。 2．MEL—11組件 3．MCL—18組件 4．雙蹤示波器 5．萬用表
四．實驗方法
1．速度調(diào)節(jié)器（ASR）的調(diào)試
按圖1-5接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開關(guān)扳向“解除”。
（1）調(diào)整輸出正、負(fù)限幅值“5”、“6”端 接可調(diào)電容，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓（由MCL—18的給定提供，以下同），調(diào)整正、負(fù)限幅電位器RP1、RP2，使輸出正負(fù)值等于5V。
（2）測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫
圖1-5 速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的調(diào)試接線圖
出曲線。
（3）觀察PI特性
拆除“5”、“6”端短接線，突加給定電壓(0.1V)，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。
2．電流調(diào)節(jié)器（ACR）的調(diào)試 按圖1-5接線。
（1）調(diào)整輸出正,負(fù)限幅值
“9”、“10”端 接可調(diào)電容，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，使輸出正負(fù)最大值等于5V。
（2）測定輸入輸出特性
將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“9”、“10”端短接），使調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。
（3）觀察PI特性
拆除“9”、“10”端短接線，突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。
實驗二 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)測試
一．實驗?zāi)康?/strong>
1．了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，組成及各主要單元部件的原理。 2．熟悉電力電子及教學(xué)實驗臺主控制屏的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法。 3．熟悉MCL-18，MCL-33的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法
4．掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟，方法及參數(shù)的整定。
二．實驗內(nèi)容
1．各控制單元調(diào)試 2．測定電流反饋系數(shù)。
3．測定開環(huán)機械特性及閉環(huán)靜特性。 4．閉環(huán)控制特性的測定。 5．觀察，記錄系統(tǒng)動態(tài)波形。
三．實驗系統(tǒng)組成及工作原理
雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由電流和轉(zhuǎn)速兩個調(diào)節(jié)器綜合調(diào)節(jié)，由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要量為轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為付環(huán)放在里面，這樣可抑制電網(wǎng)電壓波動對轉(zhuǎn)速的影響，實驗系統(tǒng)的控制回路如圖1-8b所示，主回路可參考圖1-8a所示。
系統(tǒng)工作時，先給電動機加勵磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機的轉(zhuǎn)速。ASR,ACR均有限幅環(huán)節(jié)，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅可達到限制起動電流的目的, ACR的.輸出作為移相觸發(fā)電路的控制電壓，利用ACR的輸出限幅可達到限制min和min的目的。
當(dāng)加入給定Ug后，ASR即飽和輸出，使電動機以限定的最大起動電流加速起動，直到電機轉(zhuǎn)速達到給定轉(zhuǎn)速（即Ug=Ufn），并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉(zhuǎn)速的數(shù)值上。
四．實驗設(shè)備及儀器
1．教學(xué)實驗臺主控制屏。 2．MCL—33組件 3．MEL—11組件 4．MCL—18組件
5．電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器） 6．直流電動機M03 7．雙蹤示波器 8．萬用表
五．注意事項
1．三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。 2．系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機
篇二：電機與運動控制實驗報告格式
實驗名稱：電流、轉(zhuǎn)速調(diào)速調(diào)節(jié)器設(shè)計
一、實驗?zāi)康?/strong>
1、掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算、系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 2、了解用MATLAB軟件工具對系統(tǒng)的電流環(huán)和速度環(huán)作PI調(diào)節(jié)器設(shè)計 3、熟悉對系統(tǒng)進行仿真的步驟和方法
二、實驗過程 1、設(shè)計要求
（1）靜態(tài)指標(biāo)：無靜差
（2）動態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量小于等于5%；空載啟動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于等于10% 2、電流環(huán)設(shè)計
（1）確定時間常數(shù)：經(jīng)計算得電流環(huán)小時間常數(shù)之和為0.0037s （2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)：采用PI調(diào)節(jié)器
（3）計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)：電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)為0.03s，ACR比例系數(shù)為1.013
（4）校驗近似條件：均滿足近似條件
（5）計算調(diào)節(jié)器電阻電容：按照計算得出的電阻電容參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為4.3%，小于5%，滿足設(shè)計要求 3、轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計
（1）確定時間常數(shù)：經(jīng)計算得轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)之和為0.0174s （2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)：采用PI調(diào)節(jié)器
（3）計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)：ASR超前時間常數(shù)為0.087s，ASCR比例系數(shù)為11.7
（4）校驗近似條件：均滿足近似條件
工學(xué)院實驗報告
（5）計算調(diào)節(jié)器電阻電容
（6）校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量：轉(zhuǎn)速環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為8.31%，小于10%，滿足設(shè)計要求
4、電流閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真圖1電流環(huán)仿真模型
5、轉(zhuǎn)速環(huán)仿真設(shè)計
圖2 轉(zhuǎn)速環(huán)仿真模型
6、不同PI參數(shù)下仿真圖對比
表1中序號1為以KT=0.25的關(guān)系式按典型I系統(tǒng)設(shè)計得到PI調(diào)節(jié)器的階躍仿真結(jié)果圖，可以看出此時無超調(diào)、但上升時間長；序號2為以KT=0.5的關(guān)系式按典型I系統(tǒng)設(shè)計得到PI調(diào)節(jié)器的階躍仿真結(jié)果圖，可以看出此時超調(diào)量小、上升時間較短，兼顧了穩(wěn)定性和快速性；序號3為以KT=1的關(guān)系式按典型I系統(tǒng)設(shè)計得到PI調(diào)節(jié)器的階躍仿真結(jié)果圖，可以看出此時上升時間短、但超調(diào)大；序號4為開環(huán)時仿真結(jié)果圖，可以看出系統(tǒng)將不會達到穩(wěn)態(tài)。因此序號2的電流、轉(zhuǎn)速調(diào)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計合理。
工學(xué)院實驗報告
表1不同PI參數(shù)下仿真圖對比
三、實驗總結(jié)
通過本次實驗，我掌握了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算、系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，學(xué)會了使用MATLAB軟件對系統(tǒng)的電流環(huán)和速度環(huán)作PI調(diào)節(jié)器設(shè)計，熟悉了對系統(tǒng)進行仿真的步驟和方法。
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