运动控制实验

1、运动控制实验指导书第二章运动控制（一）实验实验三不行逆单闭环直流调速系统静特征的研究一实验目的1研究晶闸管直流电动机调速系统在反应控制下的工作。2研究直流调速系统中速度调理器ASR的工作及其对系统静特征的影响。3学习反应控制系统的调试技术。二实验系统构成及工作原理采纳闭环调速系统，能够提升系统的动静态性能指标。转速单闭环直流调速系统是常用的一种形式。实验图3一1所示是转速单闭环直流调速系统的实验线路图。实验图3一1转速单闭环直流调速系统图中电动机的电枢回路由晶闸管构成的三相桥式全控整流电路V供电，经过与电动机同轴刚性连结的测速发电机TG检测电动机的转速，并经转速反应环节FBS分压后拿出合适的转

2、速反应信号Un，此电压与转速给定信号U*n经速度调理器ASR综合调理，ASR的输出作为移相触发器GT的控制电压Uct，由此构成转速单闭环直流调速系统。图中DZS为零速封闭器，当转速给定电压U*n和转速反应电压Un均为零时，DZS的输出信号使转速调理器ASR锁零，以防备调理器零漂而使电动机产生爬行。三、实验设施及仪器1MCLII型电机控制教课实验台主控制屏。2MCL20组件。3MCL03组件。4MEL11电容箱。5MEL03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）6电机导轨及测速发电机、直流发电机MOl-1-运动控制实验指导书7直流电动机M03。8双踪示波器。四实验内容1移相触发电路的调试（主电路未通电

3、）（a）用示波器察看MCL20的脉冲察看孔，应有双脉冲，且间隔平均，幅值同样；察看每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V-2V的双脉冲。（b）触发电路输出脉冲应在30o90o范围内可调。可经过对偏移电压调理单位器及ASR输出电压的调整实现。比如：使ASR输出为0V，调理偏移电压，实现=90o：再保持偏移电压不变，调理ASR的限幅电位器RP1，使=30o。2求取调速系统在无转速负反应时的开环工作机械特征。a断开ASR（MCL03）的“3”至Uct（MCL20）的连结线，G（给定）直接加至Uct且Ug调至零，直流电机励磁电源开封闭合。b合上主控制屏的绿色按钮开关，调理三相调压器的输出，使

4、Uuv、Uvw,Uwu=200V。c调理给定电压Ug，使直流电机空载转速no=1500转分，调理直流发电机负载电阻，在空载至额定负载的范围内测取7-8点，读取整流装置输出电压Ud，输出电流id以及被测电动机转速n。id(A)Ud(V)n(r/min)3带转速负反应有静差工作的系统静特征a断开G（给定）和UM的连结线，ASR的输出（“3”）接至Uct把ASR的“5”、“6”点短接。b合上主控制屏的绿色按钮开关，调理Uuv、Uvw、Uwu为200伏。c调理给定电压认至2V,调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n=15000转分，调理ASR的调理电容以及反应电位器RP3，使电机稳固运转。调

5、理测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取78点，读取Ud、id、n。id(A)Ud(V)n(r/min)4测取调速系统在带转速负反应时的无静差闭环工作的静特征a断开ASR的“5”、“6”短接线，“5”、“6”端接MEL-11电容器，可预置7uF,使ASR成为PI（比率一积分）调理器。b调理给定电压Ug，使电机空载转速no=1500转分。在额定至空载范围内测取7-8个点。-2-运动控制实验指导书id(A)Ud(V)n(r/min)五注意事项1直流电动机工作前，一定先加上直流激磁。2接入ASR构成转速负反应时，为了防备振荡，可早先把ASR的RP3电位器逆时针旋究竟，使调

6、理器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7F）3测取静特征时，须注意主电路电流不准超出电机的额定值（IA）。4三相主电源连线时需注意，不行换错相序。5MCL20面板的右下端电源开封闭合时，过流保护、过压保护的发光二极管可能会亮，只要按下对应的复位开关SBI、SB2即可正常工作。6系统开环连结时，不一样意突加给定信号Ug起动电机，同时，三相主电源输出U、V、W尽可能从0V起调。7改变接线时，一定先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。8双踪示波器的两个探头地线经过示波器外壳短接，故在使用时，一定使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），免得造成

7、短路事故。六实验报告1绘制实验所得静特征，并进行剖析、比较。2系统调试的心得领会。七思虑题1系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时，速度调理器ASR各工作在什么状态？实验时应怎样接线？2要获得同样的空载转速no，亦即要获得整流装置同样的输出电压Ug关于有反应与无反应调速系统哪个状况下给定电压要大些？为何？3在有转速负反应的调速系统中，为获得同样的空载转速no，转速反应的强度对Ug有什么影响？为何？4怎样确立转速反应的极性与把转速反应正确地接入系统中？又怎样调理转速反应的强度，在线路中调理什么元件能实现？-3-运动控制实验指导书实验四双闭环晶闸管不行逆直流调速系统一实验目的1认识转速、电流双闭

8、环直流调速系统的构成。2掌握双闭环直流调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。3测定双闭环直流调速系统的静态和动向性能及其指标。4认识调理器参数对系统动向性能的影响。二、实验系统构成及工作原理双闭环调速系统的特点是系统的电流和转速分别由两个调理器控制，因为调速系统调节的主要参量是转速，故转速环作为主环放在外面，而电流环作为副环放在里面，能够及时克制电网电压扰动对转速的影响。实质系统的构成照实验图4一1所示。实验图4一1转速、电流双闭环直流调速系统主电路采纳三相桥式全控整流电路供电。系统工作时，第一给电动机加上额定励磁，改变转速给定电压U*n可方便地调理电动机的转速。速度调理器ASR,电流调理器A

9、CR均设有限幅电路，ASR的输出U*n作为ACR的给定，利用ASR的输出限幅U*im起限制起动电流的作用；ACR的输出Uct作为触发器TG的移相控制电压，利用ACR的输出限幅Ucm起限制min的作用。当突加给定电压U*n时，ASR立刻达到饱和输出U*im盘，使电动机以限制的最大电流Idm加快起动，直到电动机转速达到给定转速（即UnU*n）并出现超调，使ASR退出饱和，最后稳固运转在给定转速（或略低于给定转速）上。三、实验设施及仪器1MCL-II型电机控制教课实验台主控制屏2MCL20挂箱-4-运动控制实验指导书3MCL03组件。4MEL11电容箱。5MEL03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）6

10、电机导轨及测速发电机、直流发电机M017直流电动机M03。8双踪示波器。9直流电动机M03四实验内容1MCL20的调试2各控制单元调试3测定电流反应系数。4测定开环机械特征及闭环静特征。5闭环控制特征的测定。6察看，记录系统动向波形。五、实验步骤及方法1按图接线，未上主电源以前，检查晶闸管的脉冲能否正常。1）翻开MCL20电源开关，给定电压有电压显示。2）开关设置：脉冲选择开关不按下，DZS(零速封闭器)的扭子开关扳向“封闭”。3）用示波器察看脉冲察看孔，应有间隔平均，幅度同样的双脉冲。4）检查相序，用示波器察看“1”，“2”单脉冲察看孔，“1”脉冲超前“2”脉冲60o，则相序正确，不然，应调

11、整输入电源。2MCL20调试及开关设置将控制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出。用示波器察看每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V-2V的脉冲。3双闭环调速系统调试原则1）先零件，后系统。即先将各单元的特征调好，而后才能构成系统。2）先开环，后闭环，即便系统能正常开环运转，而后在确立电流和转速均为负反应时构成闭环系统。3）先内环，后外环。即先调试电流内环，而后调转速外环。4开环外特征的测定1）控制电压Uct由给定器Ug直接接入，测功机加载旋钮应逆时针旋究竟（或直流发电机所接负载电阻RG断开）。（2）使Ug=0，调理偏移电压电位器，使稍大于90o，合上主电路电源，调理调压器旋钮，使Uuv、U

12、vw、Uwu为200V，渐渐增添给定电压Ug，使电机起动、升速，调理U使电机空载转速n=1500r/min，再调理测功机加载旋钮（或负载电阻R），改变负载，g0G在直流电机空载至额定负载范围，测取78点，读取电机转速n，电机电枢电流Id，即可测出系统的开环外特征n=f（Id）。-5-运动控制实验指导书Id（A）Ud（V）n（r/min）注意，若给定电压Ug为0时，电机迟缓转动，则表示太小，需后移。5单元零件调试ASR调试方法与实验二同样。ACR调试：使调理器为PI调理器，加入必定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使脉冲前移30o，使脉冲后移=30o，反应电位器RP3逆时针旋究竟，使放大倍数最小

13、。6系统调试将Ublf接地，Ublr悬空，即便用一组桥六个晶闸管。1）电流环调试电动机不加励磁（a）系统开环，即控制电压Uct由给定器Ug直接接入，开关S拨向左侧，主回路接入电阻Rd并调至最大（Rd由MEL-03的两只900。电阻并联）。渐渐增添给定电压，用示波器察看晶闸管整流桥两头电压波形。在一个周期内，电压波形应有6个对称波头光滑变化。（b）增添给定电压，减小主回路串接电阻Rd，直至Id=1.lIed,再调理MCL20挂箱上的电流反应电位器RP，使电流反应电压Ufi近似等于速度调理器ASR的输出限幅值(ASR的输出限幅可调为5V)。c）MCL20的G（给定）输出电压Ug接至MCL03上AC

14、R的“3”端，ACR的输出“7”端接至Uct，即系统接入已接成PI调理的ACR构成电流单闭环系统。ASR的“9”、“10”端接MELll电容器，可预置7f，同时，反应电位器RP3逆时针旋究竟，使放大倍数最小。渐渐增添给定电压Ug使之等于ASR输出限幅值(+5V)，察看主电路电流能否小于或等于1.1Ied，如Id过大，则应调整电流反应电位器，使Ufi增添，直至Id1.lIed；如ded.d减小直至切除，此时应增添有限，小于过电流保护整定值，这说明系统II，则可将R己拥有限流保护功能。测定并计算电流反应系数2）速度变换器的调试电动机加额定励磁（a）系统开环，即给定电压Ug直接接至Uct，Ug作为输

15、入给定，渐渐加正给定，当转速n=1500r/min时，调理MCL03挂箱上的FBS（速度变换器）中速度反应电位器RP,使速度反应电压为+5V左右，计算速度反应系数。注：反应电压可由MCL03上部的数显窗读出，经过直键开关的切换可分别指示FBS,ASR,ACR的输出电压值。（b）速度反应极性判断：系统中接入ASR构成转速单闭环系统，即给定电压Ug接至ASR的第2端，ASR的第3端接至Uct。调理Ug(Ug为负电压)，若略加给定，电机转速即达最高速且调理Ug不行控，则表示单闭环系统速度反应极性有误。但若接成转速一电流双闭环系统，因为给定极性改变，故速度反应极性可不变。-6-运动控制实验指导书7系统

16、特征测试将ASR，ACR均接成PI调理器接入系统，形成双闭环不行逆系统。ASR的调试：（a）反应电位器RP3逆时针旋究竟，使放大倍数最小；（b）“5”、“6”端接入MEL11电容器，预置57F:c）调理RPl、RP2使输出限幅为5V.1）机械特征n=f(Id)的测定调理转速给定电压Ug，使电机空载转速至1500r/min,再调理测功机加载旋钮（或发电机负载电阻取），在空载至额定负载范围内分别记录78点，可测出系统静特征曲线n=f(Id)Id（A）Ud（V）n（r/min）（2）闭环控制特征n=f(Ug)的测定调理Ug，记录Ug和n，即可测出闭环控制特征n=f(Ug)。n（r/min）Ug（V）

17、8系统动向波形的察看用二踪慢扫描示波器察看动向波形，用光芒示波器记录动向波形。在不一样的调理器参数下，察看，记录以下动向波形：1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形。2）突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。3）突降负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。注：电动机电枢电流波形的察看可经过MCL-03的ACR的第“1”端，转速波形的观察可经过MCL-03的ASR的第“1”端六、实验注意事项1三相主电源连线时需注意，不行换错相序。2MCL20面板的右下端电源开封闭合时，过流保护、过压保护的发光二极管可能会亮，只要按下对应的复位开关SBl、SB2即可正常工作。3系统开环连结时，不一

18、样意突加给定信号U：起动电机，同时，三相主电源输出U、V、W尽可能从0V起调。4起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋究竟，免得带负载起动。5改变接线时，一定先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。6进行闭环调试时，若电机转速达最高速且不行调，注意转速反应的极性能否接错。7双踪示波器的两个探头地线经过示波器外壳短接，故在使用时，一定使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），免得造成短路事故。七实验报告1依据实验数据，画出闭环控制特征曲线。-7-运动控制实验指导书2依据实验数据，画出闭环机械特征，并计算静差率。3依据实验数据，画出系统开环机械特征，计算静差

19、率，并与闭环机械特征进行比较。4剖析由光芒示波器记录下来的动向波形。-8-运动控制实验指导书第三章运动控制（二）实验实验六双闭环三相异步电动机调压调速系统一实验目的1熟习相位控制沟通调压调速系统的构成与工作。2认识并熟习双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及构成。3认识绕线式异步电动机转子串电阻时在调理定子电压调速时的机械特征。4经过测定系统的静特征和动向特征进一步理解沟通调压系统中电流环和转速环的作用。二实验内容1测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特征。2测定双闭环沟通调压调速系统的静特征。3测定双闭环沟通调压调速系统的动向特征。三实验系统构成及工作原理双闭环三相异步电动机调压调速

20、系统的主电路为三相晶闸管沟通调压器TVC及三相绕线式异步电动机M（转子回路串电阻）。控制系统由零速封闭器DZS、电流调理器ACR,速度调理器ASR、电流变换器FBC,速度变换器FBS,触发器GT、脉冲放大器AP1等构成。其系统原理图照实验图6一1所示。实验图6一1双闭环三相异步电动机调压调速系统原理图整个系统采纳了速度、电流两个反应控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统同样，而电流环的作用则有所不一样。在稳固运转的状况下，电流环对电网扰动仍有实时的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最正确起动的恒流特征，也不行能是恒转矩起动。异步电动机调压调速系统构造简单，采纳

21、双闭环时静差率较小，且比较简单实现正、反转、反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不可以长时间低速运转，因为低速运转时转差功率Ps=sPm所有耗费在转子电阻中，时间长了会使转子过热。-9-运动控制实验指导书四实验设施和仪器1MCL-II型电机控制教课实验台主控制屏2MCL-20挂箱3MCL-3挂箱4二踪慢扫描示波器5万用电表6MEL-03（或自配滑线电阻器）7MEL-I1电容挂箱8光芒示波器9电机导轨及测速发电机、直流发电机M01。10绕线式异步电动机五注意事项1接入ASR构成转速负反应时，为了防备振荡，可早先把ASR的R.P3电位器逆时针旋究竟，使调理器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端

22、接入可调电容（预置7F）。3测取静特征时，须注意电流不准超出电机的额定值(0.55A)。三相主电源连线时需注意，不行换错相序。MCL-面板的右下端电源开封闭合时，过流保护、过压保护的发光二极管可能会亮，只要按下对应的复位开关SBI、SB2即可正常工作。系统开环连结时，不一样意突加给定信号U9起动电机，同时，三相主电源输出U、V、W尽可能从V起调。起动电机时，需把滑线电阻器旋钮逆时针旋究竟，免得带负载起动。改变接线时，一定先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。双踪示波器的两个探头地线经过示波器外壳短接，故在使用时，一定使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），免得造成

23、短路事故。低速实验时，实验时间应尽量短，免得电阻器过热惹起串接电阻数值的变化。绕线式异步电动机：PN100W,UN220V,IN=0.55A,nN1350,MN=0.68，Y接。六实验方法1移相触发电路的调试（主电路未通电）（）用示波器察看MCL-的单、双脉冲察看孔，应有双脉冲，且间隔平均，幅值同样；将G输出直接接至Uct，调理Uct。（）将面板上的Ublf端接地，调理偏移电压Ub，使Uct=0时，靠近o，察看晶闸管的触发脉冲能否正常（应有幅值为1V-2V的双脉冲）。（）触发电路输出脉冲应在30o90o范围内可调。可经过对偏移电压调理电位器及ASR输出电压的调整实现。比如：使ASR输出为V，调理偏移电压，实现=90o；再保持偏移电压不变，调理ASR的限幅电位器RP1，使=30o。2控制单元调试按直流调速系统方法调试各单元-10-运动控制实验指导书3求取调速系统在无转速负反应时的开环工作机械特征。断开ASR（MCL-03）的“3”至Uct：（MCL-20）的连结线，G（给定）直接加至Uct，且Ug调至零。直流电机励磁电源开封闭合。电机转子回路接入每相为l0左右的三相电阻。b合上主控制屏的绿色按钮开关，调理三相调压器的输出，使Uuv,Uvw,Uwu=