小功率直流随动系统学习机

PAGEPAGE19XSJ—Ⅱ型小功率直流随动系统学习机使用说明书实验指导书清华大学科教仪器厂前言我校计算机系控制教研组在《自动控制理论及系统》课程的实验课中，用XSJ-Ⅱ型系统为学生开设五个实验；另外，邓为民主编的《自动控制原理实验教程》（航空工业出版社，1991年8月第一版）中采用XSJ-1型小功率直流随动系统学习机作为主要实验设备，为方便用户将有关内容节录于“参考实验”中，XSJ-Ⅱ型小功率直流随动系统具有多种功能，可以开出更多的实验。这里只是部分实验内容。由于时间匆促，其中必有错误和失当之处，谨请原谅。本《实验指导书》仅供用户参考。目录第一部分使用说明书……………………2第二部分实验指导书…………………8实验一、自动控制系统的静态和稳定性实验…………………8实验二、自动控制系统动态校正实验………10实验三、自动控制系统元、部件特性测试实验………………12实验四、自动控制系统校正装置参数的调整…………………15实验五、直流电动机速度调节系统实验……17参考实验一、自动控制系统演示实验……19参考实验二、小功率直流随动系统研究…………………23第一部分使用说明书一、概述XSJ-Ⅱ型小功率直流随动系统学习机是我校计算机系控制教研组为“自动控制理论与系统”课程而研制的教学实验设备。它是一个适合于教学要求的实际系统。由于采用新型元器件，使得该学习机具有结构紧凑，线路直观，操作方便，维护简单的特点。整个系统由二个独立部分组成—调节器和执行机构组成。结构特点：调节器内除功率放大器外，配备有两级运算放大器，增益范围宽，采用高精度运放OP07，失调电压小于0.3mV调节器机壳面板是排提版，采用插接式连接，实验时灵活方便。系统各环节相对独立，可以随意加入不同形式的校正网络执行机构采用低速直流力矩电动机和高灵敏度永磁测速发电机，省去了减速箱，简化了系统结构，提高了性能执行机构采用平台支座式结构，传动部分之间采用可装卸式的刚性连接，既保证了安装精度，又方便实验与维修反馈电位器和给定电位器选用新型精密长寿导电塑料电位器，旋转寿命为合成膜电位器的50倍执行机构附有不同质量的惯性轮，可供实验时，改变执行机构的时间常数之用主要功能：可进行自动控制系统静态，动态实验，（过渡过程品质测试），系统各环节参数测试、有源或无源的串联和并联校正实验，既可作角度随动，也可做调速系统实验，还可利用本系统供学生进行课程设计之用（参数测试，系统设计，实验调试）等等。由于它是一个各部分相对独立的实际系统，因此其功能尚可扩展，如与微型计算机配套使用，或供某些科研项目之用。二、原理线路及元件参数整个系统的原理线路如附图所示，系数的结构图如下：测速发电机可作为局部小闭环反馈校正之用，串联校正装置可直接家在运放A1、A2上或加在两个运放之间均可，形式多样。调节器部分的元器件参数如下：测量电位器：高精度长寿命导电塑料电位器WDD65S-2阻值1K功率2W电气角度340°机械转动角度360°无止挡线性度0.5%直流力矩电机：型号SYL-1.5转子绕组绝缘电阻不小于100兆欧转子绕组经受耐压500伏/1分钟静摩擦力矩（组装式）≤0.0294N·m空载启动电流0.18安转子直流电阻(20°)27欧姆时±10%连续堵转力矩0.147N·m-5%连续堵转电流≤0.9安连续堵转电压20伏空载转速约800转/分转向火花≤1.5级测速电机型号70CDY-1灵敏度1伏弧/度秒纹波电压1%（20转/分时波动峰值对平均值）每转纹波频率33周/转线性度1%不对称1%最大运行速度400转/分直流电阻230Ω（20℃）最小负载电阻23KΩ静摩擦力300g.cm三、性能指标开环增益可调范围约80db系统灵敏度可达1mV，跟踪角度不小于±160加校正后，系统过渡过程时间可在30mS以下调速范围300转/分~1/5转/分功能放大输出功率不小于30w电源AC220V±10%DC±24VDC±12V四、用户须知本机出厂时，已逐台进行质量检验，调节器和伺服电机构已分别装配调好用户开箱时，首先检查调节器和执行机构是否有因运输不慎而造成的松动或损坏；配件备件是否与清单相符对照线路图熟悉系统的各个部分检查执行机构中各连接轴是否紧固；用手转动电机轴不应有碰擦和卡主的现象检查调节器内个插件是否紧固；接线螺丝钉及插孔有无松动，并应一一加以紧固，然后再通电实验（参见实验一的开环实验）本机自备有阶跃信号和直流电平信号，实验式必须配备为：长余辉示波器或数字示波器；SBD-11台或配置我厂新推出的“CAE98计算机辅助实验系统”（推荐配置）数字万用表：1台特别警示执行机构上的反馈电位器是360无止挡，因此，可以任意转动而不会损坏，但由于电位器工作寿命有限，连续转动容易使电位器的电刷长时间高速摩擦而影响精度和寿命。做位置随动系统实验时要尽量缩短反馈电位器转动时间。（建议不超过10分钟）做位置随动系统以外的实验时，必须将反馈电位器与电机轴脱开。脱开方式1：将电位器上联轴节的紧固螺钉松开脱开方式2：松开电位器支架固定螺栓时连轴节分离使用中如有必要拆开电动机或测速时，必须注意先放入短路环，再取出转子，安装时，必须先按上转子方可取出短路环调节其中A3、RP6,RP7（位于主板）及功率放大器（位于电源/功放板上）共同组成功率放大器，应将各部分连接好再通电，检修时亦不可将电源/功放板单独通电，防止功放电路烧坏。五、配件、备件清单主机箱一套包括：调节器一台插接导线10CM12跟25CM6跟 35CM2跟执行机构一套包括：力矩电机/测速电机/电位计机组一台连接线红、黄、白、绿、兰各1根、黑2根（0.4m㎡长0.5M）大，小惯性轮各1个熔断管φ×201A2只实验指导书/使用说明书1本第二部分实验指导书实验一、自动控制系统的静态和稳定性实验实验目的熟悉反馈控制系统的结构和工作原理了解开环系统的工作状态，掌握闭环系统反馈极性的判别方法掌握开荒放大系统与系统静态误差的关系，开环放大系统对系统稳定性的影响实验装置的原理线路图：（参加图12及产品说明书1~3）实验内容能正确使用测试仪表（数字万用表和SBD-1示波器）；熟悉实验装置，能正确连接实验电路开环实验：系统各级零点的调整将系统联线接好，（不加任何校正环节）处于开环状态，（断开反馈电位计和给定电位计），将运放A1和运放A2放大倍数都置1。并将X5端接地，RP6电位器置中间位置，调节“平衡调节”电位器（RP8）,使输出端（X19）为零开环工作状态反馈电位计断开，加入给定电位计使它抓过一个角度（给定一个电压），则电机有一个恒定的转速。信号大时，转速高，信号反极性是，电机反向-这是开环状态系统反馈极性的判断-自动控制系统的安装和调节，往往必须先判别反馈极性的负反馈，且系统是稳定的菜允许接成闭环。因此，应掌握在开环状态下判别反馈极性的方法。根据反馈控制原理，反馈极性的判别方法是多种多样。例如：可以这样进行，断开反馈电位计，则系统开环。给定电位计转过一个小的正角度，（用数字万用表测得是一个小的正电压，正负方向任定）。这是电动机便转动起来，记住电机的转动方向，然后将给定电位计从零位转过一个角度，用数字万用表测量反馈电位计的输出电压，若是负电压，用数字万用表测量反馈电位计的输出电压，若是负电压，则系统的反馈极性为负反馈，否则为正反馈。（思考：若是正反馈应怎么办？）3、闭环实验：1、系统开环放大系统K与静态误差的关系：实际的控制系统由于元器件存在固有的误差和非线性因素以及系统的安装调整的误差，所以实际系统总是存在一定的静态误差（即控制精度）。我们这个系统的误差主要是由电机死区所引起。增大开环放大系数可以减小系统的静态误差。阴影为误差带实验方法：改变运放A2的比例系数K，则真个系统的开环放大系数便改变。阴影为误差带可取大中小三个不同的K值。用数字电压表或长余辉示波器测量反馈电位计的输出电平：给定电位计固定不动，用手转动电机的轴，从两个方向（正，逆方向）使电机轴偏离起始位置，松手后，电机便自动转回起始位置。两个不同方向的偏离便想成一个误差带，读出误差带的电压两个不同方向的偏离便形成一个误差带。如图1所示。2、系统开环放大系数与稳定性的关系：取运放A2于三种不同的比例系数，系统加入单位阶跃输入信号，用示波器测量其输出特性。（即反馈电压代表了电机转角）。K1K2K3的选取以实现三种明显不同的过渡性为准。（指数曲线，衰减振荡，自持震荡）。实验分析及总结：画出系统的方框图，标明各部分传递函数此系统是几阶的？静态误差由什么原因引起？简单小结系统开环放大系数与系统静态误差，及系统稳定性的关系实验二、自动控制系统动态校正实验实验目的掌握开环放大系数与系统动态性能的关系了解校正装置对改善系统动态性能的作用实验装置线路同实验一实验内容从实验一已经知道，为了提高系统的控制精度（减小静态误差）可以加大系统的开环放大系数，但放大系统增大到一定程度，系统的动态性能要变坏，甚至导致系统的不稳定。为此可以在系统中适当加入校正环节，以改善系统的动态性能，这就是所谓的动态校正。校正方法是多样的，这里我们通过串联微分校正和并联速度反馈校正来改善系统的动态品质，通过实验使同学能有定性的了解准备按线路连接系统（不加校正），并将系统各级调零，然后接成闭环负反馈状态。检查系统是否正常工作，用收转动给定电位计，看输出转角是否同步。测试不同K开值下系统的阶跃响应（未校正）可以选择运放A2的不同比例系数K来改变系统的开环放大系数。选取三个不同的K值（取大、中、小三个值，以出现输出响应是指数上升，剧烈衰减和临界自持振荡为度），然后加阶跃输入，画出示波器上的响应曲线，并读出超调亮M和过度过程时间ts（用示波器的时标装置）串联比例-微分校正：在运放A1和运放A2之间接入比例-微分校正环节，（由实验室准备）运放A1的比例系数固定不变。运放A2的比例系数分别定在上述所选的三个不同的K值上。加单位阶跃输入，测量系统的输出响应并读出MP和TS并联速度反馈撤去串联微分校正环节，将于电动机同轴的测速发电机的输出通过固定电阻（有实验室准备）接到运放A2的同相端。注意反馈极性的判别。记录表格附后实验分析与总结分析总结串联微分校正及并联速度反馈对系统动态性能的影响实验三、自动控制系统元、部件特性测试实验实验目的掌握元、部件特性测试的实验方法掌握实验技术和实验仪器的正确使用以及实验结果的处理和分析加深对系统结构图，传递函数等理论知识的理解被测试系统原理图同前实验线路和内容首先，使整个系统处于开环状态，并逐级调零，置K1=K2=1，然后，正反方向稍微转动给定电位器，观察执行电机（包括扩反馈电位计和测速发电机）是否正常转动（变转向和变转速），先确定系统各部分完好。由于运算放大器A1和A2，可理想化看成比例环节，他们的放大系数K1,K2，可以由输入电阻和反馈电阻确定。功率放大特性测试线路方法：功放已调零，用滑线电位器R作为假负载，将R调到20~30，使输入信号为幅值不变的正弦波，并逐渐提供频率，读出不同频率下的功放输出电压幅值（示波器监测输出波形）。可得表格如下据此可画出功率放大器的幅频特性：有图可以计算：功放机的传递系数K3=有放大器带宽f0可算出时间常数T=注意：控制输入幅度，使放大器工作在线性范围，输出波形无明显畸形（如切顶，明显不对称等，波形上有交越失真则是正常的，因功放机的原理设计上就存在）搞清有效值，最大值等的关系正确选择划线电位器R的容量执行电机和测速电机参数测试由于执行电机频率特性测试所需装置复杂，这里采用过度过程发测电机的参数，测试时应将反馈电位计脱开测速电机则联在一起测试将稳压电源置于最小档，合上开关K后，慢慢增大电压到电机刚刚开始转动，读下这时的U1。将电机的起始位置放在几个不同角度，重复实验。将输入电压反馈性重复上述实验，可得两个转动方向的死区电压平均值和最大值静态特性测试线路如图，转速计可用机械转速表，也可用光电转速表。（必须是低转速的，否则用秒表计数也勉强可用）画出测速电机特性u2f(n)计算传递系数Kc电动机电时间常数的测定分别几种情况电机空载（只带测速电机）电机带小惯性轮带大惯性轮每种情况下，又应使U1具有不同的值（如5V、10V、15V）然后求平均值方法：稳定电源启动并稳定后，利用开关K作为阶跃输入，在SBD-1示波光屏上得到指数曲线，可读出过度过程时间ts≈3TMk(机电时间常数)，如图所示：注意：思考：作过渡过程实验求TM时，若省去开关K，直接利用稳定电源的开关可否？为什么？正确使用SBD-1的时标装置测量元件参数测试这里的给定电位计和反馈电位计都是WDD型精密电位计。传递系数K给定，K分亏的测定方法和计算方法很简单。当在电位计两端x上额定电压（±12v）后，先找出平衡点，然后从不同的方向转动电位计使可测得转角和输出关系的特性曲线。线路，表格等同学自拟实验报告和要求画出上述各实验曲线，求出各参数画出整个系统结构的方框图，按测得参数列出各个环节的传递函数本装置的执行电机，测速电机，测量电位计均有技术参数可查，试根据这些名义数据计算上述实验中各特性参数（TM可不计算）然后与实验结果进行比较和分析实验四、自动控制系统校正装置参数的调整实验目的1、熟悉自动控制系统的实验调整技术2、掌握控制系统校正装置参数的设置和调整方法实验线路方框图本实验装置一个位置随动系统，原理结构图如下：由于电动机存在死区电压，该环节实际上是一个非线性环节，一般Δ≤±3.5（带上测速电机后）。又本装置功放级电压输出线性范围约为±20V。在一定条件下，可以线性化，于是系统原理结构图如下：简化后的系统，可按线性系统理论的方法进行综合，由于电机死区的影响，系统存在静态误差（即灵敏度），可通过实验测定实验内容和要求根据实验三测试的参数（按带大惯性轮的条件），设计校正装置参数，使系统的阶跃响应满足以下指标 过度过程时间ts≤60ms超调量MP≤20%注意：所加阶跃信号要是放大器工作在线性范围内。加串联比例—微分—积分校正采用如图9所示无源校正网络适当选择接入地点并自行设计参数调整实际参数使系统达到上述指标，记录输出过度过程曲线，并测出静态误差加速度电机并联反馈校正调整系统校正装置的参数使系统达到上述指标，记录输出过渡曲线测试静态误差同事加上1）、2）两种校正环节，测试Mp、Ts及静态误差报告内容校正装置参数的设计计算调整后的参数实验数据和曲线对实验结果的分析和讨论预习要求设计计算装置各元件参数拟订实验步骤和记录表格实验五、直流电动机速度调节系统实验实验目的掌握调速系统的组成及工作原理了解改善调速系统性能的方法实验原理与线路图调速系统在工业扇固有这非常广泛的应用，如发电厂的发电机转速的稳定，轧钢机转速的调节，造纸机，卷扬机，以及精密机床和速度标定设备的速度调节等等。一般要求调速系统应具备良好的性能（调速范围宽且平稳；工作速度稳定可靠；受扰动作用时动态速降小，且过渡过程时间短。。。等）XSJ-Ⅱ型系统可以用来进行调速系统实验，本实验内容中有静态和动态性能的研究，可分两次进行。工作原理：如果所示是一个闭环系统。由给定电位计给定一个电压（代表一个所要求的转速），通过调节器（由运算放大器A2组成）及功率放大器，输出电压信号加到电动机（被调节对象）使之转动，直流测速发电机检测出电机转速的大小，转换成一个直流电压。反馈回到系统输入端与给定量进行比较，消除或减少误差，达到了速度调节的目的。由给定电压的大小和极性不同，相应地电动机的转速和转动方向不同。在这里系统的调速范围；最高转速区域电动机的额定转速。而最低转速有个下限，不能无限小，这是由于电动机存在死区，同时调节器的放大器的放大系数又不能无限的增大之故。但是，我们可以通过一些措施来展宽系统的调速范围和提高系统输出速度的平稳性。如加入校正后，电动机转速可以减慢到每分钟几转甚至几分钟或几十分钟一转。实验内容将调节器各级调零，并如图所示接成闭环系统，应先判别反馈极性。系统执行机构上的反馈电位计从电机轴上脱开：（以免磨损）。开环控制实验将图10闭环系统B点断开，则成为开环控制系统。可由给定电位计来调节执行电机的转速和转向，由示波器（或数字万用表均可），观测电动机转速的变化情况。然后将给定电位计固定在某一个位置上（即给定一个要求的转速），耐心地观测测速发电机输出电压（D点）的情况。测定在开环控制下电动机可能的最低运行转速函数。闭环控制实验将系统接成闭环并选定开环放大倍数，重复2的实验内容（1）（2）（3）积分校正实验在实验线路中的运放A2的反馈回路加入电容C1，构成P-I调节器用实验的方法选择并计算C1的值重复3的内容，测出nmin=?实验要求和思考：将上述实验结果进行整理和比较试比较开环控制和闭环控制的优缺点画出该调速系统（未加较正式-即在比例调节情况下）的结构图，试指出该系统是几型系统思考：为什么在系统中加入比例-积分校正后，系统的调速范围可以大大的展宽。参考实验一、自动控制系统演示实验实验目的1、了解自动控制系统的组成及经典元部件的作用2、观察开环控制，闭环控制和正反馈系统的工作情况3、了解系统的阶跃响应和参数变化对系统性能的影响实验设备1、XSJ-1型小功率直流系统一套2、LZ3型X-Y记录仪一台实验内容XSJ-1型小功率直流系统该系统的原理图如图3-1所示。除双路直流稳压电源外，该系统组装成两部分，即控制箱和执行机构。控制箱中装有给定电位器及刻度盘，两级运算放大器和功率放大器等。两级运算放大器的增益，可通过选择该运放反馈电阻的插空位置来改变。两级运算放大器的增益，可通过选择该运放反馈电阻的插孔位置来改变。功放级的增益是通过调节电阻R4来确定。放大器级与级之间设有隔开的插孔，以便于加入串联校正装置。执行机构中装有低速直流力矩电动机SLY-5直流测速发电机70CYD-1和反馈电位器WH70B这三个元件安装在一个圆柱里，他们的转轴经连轴器连接。由于采用力矩电动机，它可以直接拖动负载（惯性轮），省去了减速齿轮，电动机和测速发电机都是永磁式，省去了激磁绕组。反馈电位器和给定电位器都是精密电位器，它们的结构参数相同开环调速系统调速系统在工业上有着广泛的应用，如轧钢机转速的调节，发电机转速的稳定等。一半要求调速系统具有良好的性能，如调速范围宽且平稳，受干扰影响小等在组成调速系统时，应将反馈电位器的转轴与电动轴脱开，以避免电位器磨损。然后按图3-2接线，便构成开环调速系统利用给定电位器可以改变电动机的转速和转动方向。利用数字测速仪，或将测速发电机的输出电压接至示波器或记录仪，便可观测转速变化情况，如电动机可能的最低运行速度，调节范围及阶跃响应曲线等。根据开环系统的阶跃响应曲线，可以求出电动机的时间常数Tm闭环调速系统如果将测速发电机的输出电压接到运放A2的输入端，便构成闭环调速系统，如图3-3所示。调整运放A2的增益后，转动反馈电阻中串入电容，既引入比例-积分校正，调速范围可以明显加宽。位置控制系统：××图3-2开环调速系统如果将反馈电位器的轴与电动机联接起来，并将反馈电位器的输出电压Uo接到运放A1的输入端，如图，便构成了位置控制系统或随动系统。图3-3闭环调速系统图3-4位置控制系统给定电位器和反馈电位器组成一对误差检测器，当给定电位器转过一个角度是，误差检测器产生偏差电压，该电压经放大后驱动直流电机，电动机带动负载（惯性轮）转动的同时，也带动反馈电位器的电刷转动，是误差检测器产生的偏差电压减小，直至减小到零，在新的位置达到平衡为止。从而实现被控制轴与给定电位器的输入轴随动的目的。因此，这种系统又称之为角度随动系统。操纵开关K对系统施加阶跃输入作用，将反馈电位器的输出电压UC接到记录仪或示波器，便可观察系统的阶跃响应曲线。如果增大放大器的增益，系统阶跃响应的震荡次数将增加，甚至陈升等幅震荡。对于这种位置控制系统，如果利用测速发电机的输出电压UT接到运放A2的输入端，在系统的内回路里构成一个局部反馈（即并联校正），则系统的阻尼比将增大，动态性能将得到改善。LZ3型调X-Y记录仪控制系统；该记录仪可在直角坐标上，自动描述出两个电量的函数关系，即y=f（x）。另外，记录仪x轴设有走纸机构，可以自动记录一个电量对时间t的函数关系即y=f（x）。该记录仪具有2支或3支记录笔，可同时记录二个或三个应变量与变量的关系，例如：y1=f1（x），y2=(x)或：y1=f1(t)，y2=f2(t)。利用记录笔描绘（复现）电压的变化是由控制系统来实现的。当描绘两个电量的函数关系时，需要两套独立的控制系统。如图3-5所示。X轴系统控制笔架沿横轴X左右运动，y轴系统控制记录沿纵向y上下移动。根据运动合成原理，记录笔运动轨迹即为y=f（x）的函数曲线。若要记录y=f(x)曲线，应将“X-T”开关扳倒T一边，X轴系统不工作，而记录纸由走纸机构驱动，器速度可有X轴量程开关调节。当y轴有输入电压时，记录笔随电压大小沿Y方向运动，而记录纸则以一定的速度沿调X方向运动，于是在记录纸上展现出该电压随时间t变化的图像Y轴控制系统双笔记录仪具有两套独立的y轴控制系统，加上x轴控制系统。一台记录仪就有三套控制系统。这三套系统的结构基本相同，现以y轴系统为例，来说明记录仪的工作过程图3-6是该系统的原理示意图，由图可见，该系统由衰减器，测量电路，微分校正网络，伺服电动机-测速机组，齿轮及绳轮等组成。安装在控制箱上的调零电位器RQ组成桥式测量电路。电位器RM是长条形，当记录笔移动时，电位器电刷随着移动图3-6Y轴系统原理图微分校正网络和测速发电机用来改善系统动态性能，双T滤波器用来滤除50Hz的干扰信号。该系统采用调制—交流放大—解调—直流放大，是为了解决放大倍数与直流放大器存在零点漂移的矛盾系统工作过程调零状态若将图3-6中AB两点短路，转动调零电位器RQ一个位置控制系统。因为转动调零电位器的电刷时，由RQ和RM组成的电桥平衡彼此破坏，产生电压Up，该电压Up该电压经变换与放大后，使伺服电动机转动，并带动记录笔移动，也就是反馈电位器的电刷移动，使电压Up减小，直至Up0,系统才停止运动。因此，记录笔的位置完全受调零电位器的控制记录状态调好记录笔的位置后，调零电位器的电刷位置固定不变，电压up=0。如果将被测电压up引入到系统中，在起始瞬间，偏差电压Δu=ur－up=ur，此电压经变换与放大后使电动机转动，记录笔和反馈电位器的电刷跟着移动，并产生电压up使Δu减小，直至Δu=0，系统才停止运动。这是，必然up=ur，即记录笔的位移量与输入大小相对应。记录笔便将电压的轨迹描绘出来。记录状态工作时，该系统的方块如图3-7所示。图3-7记录状态时系统的方框图经典输入信号作用下系统的输出响应如果将超低频信号发生器的方波（即阶跃）信号接将Y轴输入端，记录仪可自动记录系统本身的阶跃响应曲线。改变放大器增益和测速发电机反馈信号的强弱（即改变系统的阻尼比），系统的阶跃响应曲线将发生改变，系统的增益和阻尼比调节旋钮，在记录仪右侧面下方若将超低频信号发生器的方波信号改为正弦信号，逐步提高输入正弦信号的频率，系统输出正弦信号的幅值将减小。当幅值减小到零频率幅值的30%，该频率即为系统的宽带频率，LZ3型X~Y记录仪Y轴的宽带率约为2.5Hz思考题图3-4所示角度随动系统中，反馈电位器和测速发电机起什么作用？系统的被控量是什么？图3-4所示系统，如果误将反馈电位器接成正反馈，可以有哪两种方法将反馈极性改变过来（运算放大器只采用反向端输入）？控制系统的典型外作用实验信号有哪几种？在上述三个演示实验中，阶跃输入信号和等速（斜坡）输入信号是如何实现的？试画出图3-6所示系统在调零状态时系统的方块图。这是，系统的输入量为调零电位器RQ的位置参考实验二小功率直流随动系统研究实验目的掌握典型元部件参数的测试方法，建立系统的数字模型记录位置控制系统的阶跃响应曲线，确定系统的动态性能熟悉快速记录仪的使用方法实验仪器设备XSJ-1型小功率直流系统一套LMZ-2型描笔式记录仪一台数字万用表一只实验内容及测试方法测定系统各元部件的参数，必须在开环系统情况下进行。为此，应按图3-2连线，并将反馈电位器和电动机之间的联轴器松开，以避免在开环情况因电动机连续旋转二磨损电位器。实验前应将双路直流稳压电源的电压调好（±24V），并将它接到控制箱所对应的接线柱上，然后进行放大器各级的零点调整和增益设定。将各放大器的输入端接地，即可分别对运算器放大器A1A2和功放调零。功放级调零时，应反复调节运放A3调零电位器（在控制箱面板A4的上方）和电阻R3（见图3-1），使功放的输出和运放A3输出同时为零，为防止功放级工作不平衡。建议将功放级的增益调成3左右，运算放大器A1和A2的增益按图3-2设定。电位器传递系数Kp的测定给定电位器和反馈电位器的结构参数相同，其电源电压为15V电位器最大有效工作角度为330°。这两个电位器装有刻度盘和指针线。测量Kp时，利用给定电位器或反馈电位器均可以。测量的具体方法是：将电位器的转轴对准某一角度，测量其输出电压（应接通电位器的负载），然后将电器转轴转过一个角度，例如转过10°，再测量其输出电压，于是可以求得电位器的传递系数Kp，即Kp=(伏/弧度)在不同位置多测几点，求其平均值，就能得到Kp的准确结果。放大器增益的测试在图3-2所示的开环系统，调节给定电位器，使其输出电压ur=1V（以防止功放级饱和），分别测量各点电压u1、u2、ua及直流测速发电机输出电压ut，于是可以去诶的那个放大器各级的增益：K1K2及功放级的增益Km。将ur改为－1V，再测一组数据。电动机传递系统Km和时间常数Tm的测定因控制电机电枢绕组电感电动机转子惯量的影响小很多，在建立电动机的数字模型时，常将电枢绕组的电感忽略不计。这样，电动机的传递函数可近似下式表示：式中ua（s）--电动机的输入电压：电动机输出的角速度。因此，确定电动机的时间常数Tm和传递系数km，电动机的传递函数即被确定。电动机的传递系数为：利用数字测速仪可以测出电动机转动的角速度，但本实验可直接利用直流测速发电机来的测量转速。该测速发电机的传递系数kt=1。根