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  晶閘管直流調速系統(tǒng)電流-轉速調節(jié)器調試

　　一．實驗目的

　　1．熟悉直流調速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調速系統(tǒng)對其提出的要求。 2．掌握直流調速系統(tǒng)主要單元部件的調試步驟和方法。

　　二．實驗內容

　　1．調節(jié)器的調試

　　三．實驗設備及儀器

　　1．教學實驗臺主控制屏。 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．速度調節(jié)器（ASR）的調試

　　按圖1-5接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開關扳向“解除”。

　�。�1）調整輸出正、負限幅值“5”、“6”端 接可調電容，使ASR調節(jié)器為PI調節(jié)器，加入一定的輸入電壓（由MCL—18的給定提供，以下同），調整正、負限幅電位器RP1、RP2，使輸出正負值等于5V。

　�。�2）測定輸入輸出特性  將反饋網絡中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調節(jié)器為P調節(jié)器，向調節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫

　　圖1-5 速度調節(jié)器和電流調節(jié)器的調試接線圖

　　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．電流調節(jié)器（ACR）的調試 按圖1-5接線。

　　（1）調整輸出正,負限幅值

　　“9”、“10”端 接可調電容，使調節(jié)器為PI調節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調整正，負限幅電位器，使輸出正負最大值等于5V。

　�。�2）測定輸入輸出特性

　　將反饋網絡中的電容短接（“9”、“10”端短接），使調節(jié)器為P調節(jié)器，向調節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓，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速系統(tǒng)測試

　　一．實驗目的

　　1．了解雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(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實驗臺主控制屏的結構及調試方法。 3．熟悉MCL-18，MCL-33的結構及調試方法

　　4．掌握雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)的調試步驟，方法及參數(shù)的整定。

　　二．實驗內容

　　1．各控制單元調試 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速系統(tǒng)由電流和轉速兩個調節(jié)器綜合調節(jié)，由于調速系統(tǒng)調節(jié)的主要量為轉速，故轉速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為付環(huán)放在里面，這樣可抑制電網電壓波動對轉速的影響，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，直到電機轉速達到給定轉速（即Ug=Ufn），并出現(xiàn)超調后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉速的數(shù)值上。

　　四．實驗設備及儀器

　　1．教學實驗臺主控制屏。 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、轉速調速調節(jié)器設計

　　一、實驗目的

　　1、掌握雙閉環(huán)直流調速系統(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調節(jié)器設計 3、熟悉對系統(tǒng)進行仿真的步驟和方法

　　二、實驗過程 1、設計要求

　　（1）靜態(tài)指標：無靜差

　�。�2）動態(tài)指標：電流超調量小于等于5%；空載啟動到額定轉速時的轉速超調量小于等于10% 2、電流環(huán)設計

　　（1）確定時間常數(shù)：經計算得電流環(huán)小時間常數(shù)之和為0.0037s （2）選擇電流調節(jié)器結構：采用PI調節(jié)器

　�。�3）計算電流調節(jié)器參數(shù)：電流調節(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)跟隨性能指標為4.3%，小于5%，滿足設計要求 3、轉速環(huán)設計

　�。�1）確定時間常數(shù)：經計算得轉速環(huán)小時間常數(shù)之和為0.0174s （2）選擇轉速調節(jié)器結構：采用PI調節(jié)器

　　（3）計算轉速調節(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

　　工學院實驗報告

　�。�5）計算調節(jié)器電阻電容

　�。�6）校核轉速超調量：轉速環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標為8.31%，小于10%，滿足設計要求

　　4、電流閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真圖1電流環(huán)仿真模型

　　5、轉速環(huán)仿真設計

　　圖2 轉速環(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的關系式按典型I系統(tǒng)設計得到PI調節(jié)器的階躍仿真結果圖，可以看出此時無超調、但上升時間長；序號2為以KT=0.5的關系式按典型I系統(tǒng)設計得到PI調節(jié)器的階躍仿真結果圖，可以看出此時超調量小、上升時間較短，兼顧了穩(wěn)定性和快速性；序號3為以KT=1的關系式按典型I系統(tǒng)設計得到PI調節(jié)器的階躍仿真結果圖，可以看出此時上升時間短、但超調大；序號4為開環(huán)時仿真結果圖，可以看出系統(tǒng)將不會達到穩(wěn)態(tài)。因此序號2的電流、轉速調速調節(jié)器的設計合理。

　　工學院實驗報告

　　表1不同PI參數(shù)下仿真圖對比

　　三、實驗總結

　　通過本次實驗，我掌握了雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算、系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，學會了使用MATLAB軟件對系統(tǒng)的電流環(huán)和速度環(huán)作PI調節(jié)器設計，熟悉了對系統(tǒng)進行仿真的步驟和方法。

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