西安交大自动控制原理实验报告.docx

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西安交大自动控制原理实验报告

西安交大自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告

学院：

班级：

姓名：

学号：

西安交通大学实验报告

课程自动控制原理实验日期2014年12月22日

专业班号交报告日期2014年12月27日

姓名学号

实验五直流电机转速控制系统设计

一、实验设备

1.硬件平台——NIELVIS

2.软件工具——LabVIEW

二、实验任务

1.使用NIELVIS可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变

其运行速度；

2.通过光电开关测量马达转速；

3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自

动控制系统。

3、实验步骤

任务一：

通过可变电源控制马达旋转

任务二：

通过光电开关测量马达转速

任务三：

通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速

编程思路：

PID控制器输入SP为期望转速输出，PV为实际测量得到的电机转速，MV为PID输出控制电压。

其中SP由前面板输入；PV通过光电开关测量马达转速得到；将PID的输出控制电压接到“可变电源控制马达旋转”模块的电压输入控制端，控制可变电源产生所需的直流电机控制电压。

通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，达到直流电机转速的负反馈控制。

PID参数：

比例增益：

0.0023积分时间：

0.010微分时间：

0.006

采样率和待读取采样：

采样率：

500kS/s待读取采样：

500

启动死区：

电机刚上电时，速度为0，脉冲周期测量为0，脉冲频率测量为无限大。

通过设定转速的“虚拟下限”解决。

本实验电机转速最大为600r/min。

故可将其上限值设为600r/min，超过上限时，转速的虚拟下限设为200r/min。

改进：

利用LabVIEW中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。

四、实验截图

【程序框图】

未加移位寄存器：

加移位寄存器：

【程序运行结果】

未加移位寄存器：

加移位寄存器：

五、实验总结

通过本次实验初步掌握了LABVIEW的编程方法，深刻体会到了LABVIEW作为一种基于数据流的图形化编程语言的强大之处，一定会继续深入学习LABVIEW。

同时结合直流电机转速控制系统的设计进一步掌握了负反馈控制和PID控制器的使用方法，掌握了控制系统的设计方法。

同时在本次实验中体会到了实际动手的快乐，理论结合实践。