运动控制梁风.docx

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运动控制梁风

实验报告本

课程名称：

运动控制系统

班级：

自动化12-1班

姓名：

学号：

指导老师：

2014~2015学年度第2学期

计算机与电子信息学院

实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究

1.实验目的

1•研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。

2.研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。

3•学习反馈控制系统的调试技术。

2.预习要求

1•了解速度调节器在比例工作与比例一积分工作时的输入一输出特性。

2.弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。

3.实验线路及原理

见图6-7。

4.实验设备及仪表

1.MCL系列教学实验台主控制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—H）或MCL—31组件（适合MCL―川）。

3.MCL—33（A）组件或MCL—53组件。

4.MEL-11挂箱

5.MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件）。

7.直流电动机M03。

&双踪示波器。

5.注意事项

1.直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。

2.接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7卩F）。

3.测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。

4.三相主电源连线时需注意，不可换错相序。

5•电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1即

可正常工作。

6.系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机。

7.起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。

&改变接线时，必须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。

9.双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

6.实验内容

1.移相触发电路的调试（主电路未通电）

（a）用示波器观察MCL—33（或MCL—53，以下同）的双脉冲观察孔，应有双脉冲，

且间隔均匀，幅值相同；观察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30°〜90°范围内可调。

可通过对偏移电压调节单位器及

ASR输出电压的调整实现。

例如：

使ASR输出为0V，调节偏移电压，实现a=90°;再保

持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使a=30°。

2.求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。

a.断开ASR的“3”至Uct的连接线，G（给定）直接加至U“，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。

b.合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使Uuv、Uvw、Uwu=200V。

注：

如您选购的产品为MC—川、V,无三相调压器，直接合上主电源。

以下均同。

c.调节给定电压Ug,使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测功机加载旋钮（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.带转速负反馈有静差工作的系统静特性

a.断开G（给定）和Uct的连接线，ASR的输出接至Uct,把ASR的“5”、“6”点短接。

b.合上主控制屏的绿色按钮开关，调节Uuv,Uvw,Uwu为200伏。

c.调节给定电压Ug至2V，调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转/分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3,使电机稳定运行。

调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取7〜8

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馈时的无静差闭环工作的静特性

a.断开ASR的“5”、“6”短接线，“5”、“6”端接MEL—11电容器，可预置7卩F，使ASR成为PI（比例一积分）调节器。

b.调节给定电压Ug,使电机空载转速no=i500转/分。

在额定至空载范围内测取7〜8个点。

id（A）

Ud（V）

n（r/min）

7.思考题

1.系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时，速度调节器ASR各工作在什么状

态？

实验时应如何接线？

答：

开环时，速度调节器处于不饱和状态，有静差闭环与无静差闭环时，速度调节

器处于饱和状态。

实验时接在比例放大器之后。

2.要得到相同的空载转速no,亦即要得到整流装置相同的输出电压U，对于有反馈

与无反馈调速系统哪个情况下给定电压要大些？

为什么？

答有反说调速系统的给定电压娶人此应为闪坏希统的莎特性比开坏系统机械

特性硬得多。

3.在有转速负反馈的调速系统中，为得到相同的空载转速no,转速反馈的强度对Ug

有什么影响？

为什么？

答：

转速反馈的强度越大，Ug戒小.開対纤.宦泊不变仁反哪加」肌谕人T；」'Y生就越小，所以Ug就变小。

4•如何确定转速反馈的极性与把转速反馈正确地接入系统中？

又如何调节转速反馈的强度，在线路中调节什么元件能实现？

答：

加入反馈后，如果偏差比给定值要大，说明此时转速反馈的极性为正，反之极性为

负。

通过调节转速反馈器中的变阻器的阻值大小可以调节转速反馈的强度。

8.实验报告

绘制实验所得静特性，并进行分析、比较。

8

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1:

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主控制屏输出

实验二双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

1.实验目的

1•了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。

2•熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。

3.熟悉MCL-18,MCL-33的结构及调试方法

4•掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。

2.实验内容

1.各控制单元调试

2•测定电流反馈系数。

3•测定开环机械特性及闭环静特性。

4.闭环控制特性的测定。

5.观察，记录系统动态波形。

3.实验系统组成及工作原理

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统由电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调

节的主要量为转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为付环放在里面，这样可抑制电网电压波动对转速的影响，实验系统的组成如图6-8所示。

系统工作时，先给电动机加励磁，改变给定电压的大小即可方便地改变电机的转速。

ASR,ACR均有限幅环节，ASR的输出作为ACR的给定，利用ASR的输出限幅可达到限制起动电流的目的，ACR的输出作为移相触发电路的控制电压，利用ACR的输出限幅可达到限制:

min和:

min的目的。

当加入给定Ug后，ASR即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速起动，直到电机转速达到给定转速（即Ug=Ufn），并出现超调后，ASR退出饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。

4.实验设备及仪器

1.MCL系列教学实验台主控制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—H）或MCL—31组件（适合MCL―川）。

3.MCL—33组件或MCL—53组件。

4.MEL-11挂箱

5.MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6•电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。

7.直流电动机M03。

&双踪示波器。

5.注意事项

1.三相主电源连线时需注意，不可换错相序。

2.电源开关闭合时，过流保护、过压保护的发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1、SB2即可正常工作。

3.系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机

4.起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。

5.改变接线时，必须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可调，注意转速反馈的极性是否接错。

7.双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

6.实验方法

1.按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲

（2）检查相序，用示波器观察“1”，“2”脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲60°，则相序正确，否则，应调整输入电源。

（3）将控制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出，用示波器观察每只晶闸管的

控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。

（4）将Ublr接地，可观察反桥晶闸管的触发脉冲。

2.双闭环调速系统调试原则

（1）先部件，后系统。

即先将各单元的特性调好，然后才能组成系统。

（2）先开环，后闭环，即使系统能正常开环运行，然后在确定电流和转速均为负反馈时组成闭环系统。

（3）先内环，后外环。

即先调试电流内环，然后调转速外环。

3.单兀部件调试

ASR调试方法与实验一相同。

ACR调试：

使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使脉冲前移:

<300,使脉冲后移-=300，反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小。

4•系统调试

将Ublf接地，Ublr悬空，即使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拨向左边，主回路接入

电阻Rd并调至最大（Rd由MEL—03的两只900Q电阻并联）。

逐渐增加给定电压，用示

波器观察晶闸管整流桥两端电压波形。

在一个周期内，电压波形应有6个对称波头平滑变

化。

（b）增加给定电压，减小主回路串接电阻Rd，直至ld=1.1|ed，再调节MCL-01挂箱上的电流反馈电位器RP，使电流反馈电压Ufi近似等于速度调节器ASR的输出限幅值（ASR的输出限幅可调为土5V）。

（c）MCL—18（或实验台主控制屏）的G（给定）输出电压Ug接至ACR的“3”端，ACR的输出“7”端接至Uct,即系统接入已接成PI调节的ACR组成电流单闭环系统。

ASR的“9”、“10”端接MEL—11电容器，可预置7卩F,同时，反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小。

逐渐增加给定电压Ug,使之等于ASR输出限幅值