最小机电系统控制实验报告

实验一电机控制实验报告一、步进电机测试平台实验目的掌握步进电机测试平台的面板操作；掌握通过触摸屏对步进电机进行监控的方法；了解步进电机测试平台各部件的功能。实验设备步进电机测试平台一套。实验原理（1）步进电机测试平台系统结构a步进电机测试平台是最小机电系统控制实训平台的一部分。其实物构造图如REF_Ref320190776\h图1-1-1和REF_Ref320190968\h图1-1-2所示，该平台由监控台及步进电机本体组成，可用于对步进电机的性能进行测试。其系统结构图如REF_Ref320191042\h图1-1-3所示。其各部件主要功能如下：图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC1步进电机测试监控台图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC2步进电机本体图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC3步进电机测试平台系统结构图（2）步进电机测试平台监控面板步进测试平台的监控面板如REF_Ref320191069\h图1-1-4所示，在面板上有电源开关、停止按钮、电源指示灯、报警指示灯、正转按钮、反转按钮和励磁电流表。图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC4步进电机测试平台监控面板（3）触摸屏监控界面触摸屏的监控主界面如REF_Ref320191087\h图1-1-5所示。通过该界面可以进行电机的连续正反转控制及停止控制。并且可以对运行状态及电机参数进行监测。图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC5触摸屏监控主界面实验步骤将步进电机测试平台电源插头连接220V交流电源，打开“电源开关”；电源指示灯亮，触摸屏开机启动；触摸屏开机完成后，显示界面如REF_Ref320191087\h图1-1-5所示；按下操作面板上的“正转”按钮或触摸屏上的“正转”按钮，电机正向转动，面板上正转指示灯亮，触摸屏上正转指示灯亮，如REF_Ref320191130\h图1-1-6及REF_Ref320191135\h图1-1-7所示；图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC6操作面板正转指示灯图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC7触摸屏正转指示灯电机正转时，观察交流电流表和交流电压表的指针指示值。可读取电机运转时的电流值和电压值；在电机转动的同时，可以看到数据监测栏中“转速”100转/分基本不变，“加载转矩”不变，“脉冲计数”在时刻变化着；在首页点击“转速曲线”按钮，打开“转速曲线”窗口，可以看到转速的变化规律如REF_Ref327346253\h图1-1-8所示；在“转速曲线”窗口按下“返回主页”，在主界面可以对加载转矩进行监测，如需改变加载转矩，则在主界面按下“加载调节”按钮，切换至“加载实验”窗口，对加载转矩进行调节，如REF_Ref320195686\h图1-1-9所示；在“加载实验”窗口点击“返回主页”按钮，“脉冲计数”用于检测电机旋转的脉冲数。按下“脉冲计数”后的清零按钮，可对脉冲计数进行清零，如REF_Ref320195709\h图1-1-10所示；电机运行时，按下操作面板的“停止”按钮，或按下触摸屏上的“停止”按钮，电机停止运行，触摸屏监控主界面“正转指示灯”灭，“停止状态指示灯”亮，如REF_Ref320195744\h图1-1-11所示；在触摸屏上按下“转速曲线”，切换至“转速曲线”窗口，从启动到停止的转速曲线如REF_Ref320195768\h图1-1-12所示；图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC8步进电机“启动—恒速”转速曲线图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC9加载转矩调节图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC10步进电机相电压曲线图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC11停止状态电机处于停止状态后，按下操作面板上的“反转”按钮或触摸屏监控主界面的“反转”按钮，电机反向旋转。面板反转指示灯亮，触摸屏上反转指示灯亮，如REF_Ref320195837\h图1-1-13及REF_Ref320195856\h图1-1-14所示；电机反转时，观察交流电流表和交流电压表的指针指示值。可读取电机运转时的相电流值和相电压值；图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC12步进电机转速曲线图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC13操作面板反转指示灯图1-1-SEQ图1-1-\*ARABIC14触摸屏反转指示灯实验过程

二、伺服电机测试平台实验目的掌握伺服电机测试平台的基本操作；掌握通过多功能电机测试平台软件对伺服电机进行监控的方法；了解伺服电机测试平台各部件的功能。实验设备伺服电机测试平台一套。实验原理（1）伺服电机测试平台系统结构伺服电机测试平台是多功能电机测试平台的一部分。其实物构造图如REF_Ref333933270\h图2-1-1和REF_Ref333933271\h图2-1-2。所示，该平台由伺服电机控制系统及伺服电机本体组成，可用于对伺服电机的性能进行测试。其系统结构图如REF_Ref333564547\h图2-1-3所示。图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC1伺服电机测试控制台图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC2伺服电机本体图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC3伺服电机测试平台系统结构图（2）伺服电机测试平台监控面板伺服电机测试平台的监控面板如REF_Ref333564579\h图2-1-4所示，在面板上有电源开关、电源指示灯、报警指示灯和励磁电流表。图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC4伺服电机测试平台监控面板（3）多功能电机测试平台软件界面–伺服测试界面多功能电机测试平台软件界面如REF_Ref333564654\h图2-1-5所示。通过该界面可以进行电机的连续正反转控制、位置模式及停止控制。并且可以对运行状态及电机参数进行监测。图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC5多功能电机测试平台软件主界面实验步骤将伺服电机测试平台电源插头连接220V交流电源，打开“电源开关”；电源指示灯亮，启动多功能电机测试平台软件配套的计算机；计算机开机完成后，启动多功能电机测试平台软件显示界面如REF_Ref333564654\h图2-1-5所示；按下多功能电机测试平台软件上的“启动”按钮，电机正向转动。按下“实时显示”按钮，在多功能电机测试平台软件中显示当前的运动曲线。图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC6伺服测试界面运动参数曲线电机正转时，观察运动的速度、位置、力矩等曲线，可读取电机运转时的各项参数值；在电机转动的过程中，可以看到运动曲线栏中转速值在设定的时间内达到设定的速度后维持不变，同时输出转矩和输出电流也会达到一个稳定值后维持不变；在伺服测试测试界面下在改变负载信号中可以改变负载转矩，如需改变转矩，则在主界面按下设定负载信号后按下“设定”按钮，可以对负载转矩进行调节，可以通过励磁电流表看到转矩的变化，同时在软件界面上看到随着负载转矩的变化对应的电机运行速度有一个小的波动之后会维持原来的数据值，而输出电流和输出转矩则会相应的变化，以驱动伺服系统调节目标–转速–维持恒定。如REF_Ref333565150\h图2-1-7所示；电机运行时，按软件界面上的“停止”按钮，电机减速停止，软件界面上显示会显示电机在给定的时间内速度减小到零，如REF_Ref333565200\h图2-1-8所示；在软件界面上可以看到。“加速—恒速—减速”形成了电机的梯形运行过程；图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC7伺服电机带负载转速曲线图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC8伺服电机带负载转速曲线图2-1-SEQ图_2-1-\*ARABIC9停止状态电机处于停止状态后，按下软件界面主界面的“反向”按钮，再按正点启动电机反向旋转；电机反转过程中，观察并读取电机运转时的转速、输出电流、输出转矩等参数；反转时电机的“转速曲线”仍然是一个“加速—恒速—减速”的梯形曲线。通过改变加减速时间可以改变梯形曲线的斜坡倾斜度。此内容将在以后的实验中加以验证；实验结果

三、直流电机测试平台实验目的掌握直流电机测试平台的基本操作；掌握通过多功能电机测试平台软件对直流电机进行监控的方法；了解直流电机测试平台各部件的功能。实验设备1．直流电机测试平台一套。实验原理直流电机测试平台系统结构直流电机测试平台是多功能电机测试平台的一部分。其实物构造图如REF_Ref333565870\h图3-1-1和REF_Ref333565919\h图3-1-2所示，该平台由直流电机驱动系统及直流电机本体组成，可用于对直流电机的性能进行测试。其系统结构图如REF_Ref333565936\h图3-1-3所示。图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC1直流电机测试监控台图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC2直流电机本体图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC3直流电机测试平台系统结构图直流线性电源直流线性电源如REF_Ref333565971\h图3-1-5所示，其主要功能为：220V交流输入接头：为直流线性电源模块提供220V交流电；电源开关：打开关闭直流线性电源，按下时为打开，弹起时为关闭直流线性电源；电流AD输入：它的输出电压由外部的输入量给定。图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC4直流线性电源正面直流电机测试平台控制面板直流测试平台的控制面板如REF_Ref333565971\h图3-1-5所示，在面板上有电源开关、停止按钮、电源指示灯、报警指示灯、正转按钮、反转按钮和励磁电流表。图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC5直流电机测试平台监控面板多功能电机测试平台测试系统–直流测试界面直流测试界面如REF_Ref333566002\h图3-1-6所示。通过该界面可以进行电机的连续正反转运行状态下，电机的转速、输出电流、输出电压及转速数据进行监控。图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC6直流交流测试界面实验步骤将直流电机测试平台电源插头连接220V交流电源，打开“电源开关”,打开直流电源的开关，将直流线性电源接通220V电源并打开开关；电源指示灯亮，线性电源启动，测试系统计算机开机启动；测试系统计算机开机完成后，显示界面如REF_Ref333566002\h图3-1-6所示；打开“实时显示”，设定好输出转速，按下操作面板上的“正转”按钮，面板上正转指示灯亮，电机正向转动，操作面板指示灯，如REF_Ref333566054\h图3-1-7所示；图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC7操作面板正转指示灯电机正转时，观察测试曲线中电压、电流及转速的指针指示值。可读取电机运转时直流调速盒的输出电流值和电压值以及电机的转速，如REF_Ref333566064\h图3-1-8所示；在电机转动的同时，从曲线可以看到电机转速迅速上升到直流调速器的输出值，曲线的上升快慢由电机的电气特性决定；电机运行时，按下操作面板的“停止”按钮，电机迅速减速停止；直流电机的加速比较快，这一点从直流电机的实时电压、电流及转速曲线上可以看出，在加减速时比较小，且随电机特性而变；图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC8直流电机转速曲线电机处于停止状态后，按下操作面板上的“反转”按钮，电机反向旋转。面板反转指示灯亮，如REF_Ref333566077\h图3-1-9及REF_Ref333566098\h图3-1-10图像后半段所示；电机反转时，观察测试曲线中电压、电流及转速的指针指示值。可读取电机运转时直流调速盒的输出电流值和电压值及电机的转速；图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC9操作面板反转指示灯图3-1-SEQ图_3-1-\*ARABIC10测试系统反转曲线实验结果

四、交流电机测试平台实验目的掌握交流电机测试平台的基本操作；掌握通过多功能电机测试平台软件对交流电机进行监控的方法；了解交流电机测试平台各部件的功能。实验设备交流电机测试平台一套。实验原理交流电机测试平台系统结构交流电机测试平台是多功能电机测试平台的一部分。其实物构造图如REF_Ref333566884\h图4-1-1和REF_Ref333566898\h图4-1-2所示，该平台由交流电机驱动系统及交流电机本体组成，可用于对交流电机的性能进行测试。其系统结构图如REF_Ref333566907\h图4-1-3所示。图4-1-SEQ图_4-1-\*ARABIC1交流电机测试监控台图4-1-SEQ图_4-1-\*ARABIC2交流电机本体图4-1-SEQ图_4-1-\*ARABIC3交流电机测试平台系统结构图交流电机测试平台监控面板交流测试平台的监控面板如REF_Ref333566960\h图4-1-4所示，在面板上有电源开关、停止按钮、电源指示灯、报警指示灯、正转按钮、反转按钮和励磁电流表。图4-1-SEQ图_4-1-\*ARABIC4交流电机测试平台监控面板多功能电机测试平台测试系统–交流电机测试界面交流测试界面如REF_Ref333566988\h图4-1-5所示。通过该界面可以进行电机的连续正反转运行状态输出电流、输出电压及转速数据进行监控。图4-1-SEQ图_4-1-\*ARABIC5交流电机测试界面实验步骤将交流电机测试平台电源插头连接220V交流电源，打开“电源开关”；电源指示灯亮，测试系统计算机开机启动；测试系统计算机开机完成后，显示界面如REF_Ref333566988\h图4-1-5所示；打开“实时显示”设定输出转速，按下操作面板上的“正转”按钮，电机正向转动，面板上正转指