運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)電流-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器調(diào)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對(duì)其提出的要求。2掌握直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的調(diào)試步驟和方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1調(diào)節(jié)器的調(diào)試三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MEL11組件3MCL18組件4雙蹤示波器5萬用表四實(shí)驗(yàn)方法1速度調(diào)節(jié)器（ASR）的調(diào)試 按圖1-5接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開關(guān)扳向“解除”。 （1）調(diào)整輸出正、負(fù)限幅值 “5”、“6”端 接可調(diào)電容，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓（由MCL18的給定提供，以下同），調(diào)整正、負(fù)限幅電位器RP1、RP2，使輸出正負(fù)值等于±5V。（2

2、）測(cè)定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（3）觀察PI特性 拆除“5”、“6”端短接線，突加給定電壓(±0.1V)，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。2電流調(diào)節(jié)器（ACR）的調(diào)試 按圖1-5接線。（1）調(diào)整輸出正,負(fù)限幅值 “9”、“10”端 接可調(diào)電容，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，使輸出正負(fù)最大值大于±6V。（2）測(cè)定輸

3、入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“9”、“10”端短接），使調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（3）觀察PI特性 拆除“9”、“10”端短接線，突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1. 速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試測(cè)定輸入輸出特性輸入電壓-0.945-0.702-0.498-0.201-0.102輸出電壓4.9803.6682.5490.9350.39400.210.4990.8030.890-0.165-1.313-

4、2.890-4.546-5.022. 電流調(diào)節(jié)器的測(cè)試測(cè)定輸入輸出特性輸入電壓-5.418-4.102-3.013-2.026-1.006輸出電壓4.9463.6072.7591.8580.92701.0072.994.005.5830.011-0.910-2.726-3.604-4.802實(shí)驗(yàn)二 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)測(cè)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，組成及各主要單元部件的原理。2熟悉電力電子及教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法。3熟悉MCL-18，MCL-33的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法4掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟，方法及參數(shù)的整定。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1各控制單元調(diào)試2測(cè)

5、定電流反饋系數(shù)。3測(cè)定開環(huán)機(jī)械特性及閉環(huán)靜特性。4閉環(huán)控制特性的測(cè)定。5觀察，記錄系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由電流和轉(zhuǎn)速兩個(gè)調(diào)節(jié)器綜合調(diào)節(jié)，由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要量為轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為付環(huán)放在里面，這樣可抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制回路如圖1-8b所示，主回路可參考圖1-8a所示。系統(tǒng)工作時(shí)，先給電動(dòng)機(jī)加勵(lì)磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。ASR,ACR均有限幅環(huán)節(jié)，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅可達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的, ACR的輸出作為移相觸發(fā)電路的控制電壓，利用ACR的輸出

6、限幅可達(dá)到限制amin和bmin的目的。當(dāng)加入給定Ug后，ASR即飽和輸出，使電動(dòng)機(jī)以限定的最大起動(dòng)電流加速起動(dòng)，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速（即Ug=Ufn），并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運(yùn)行在略低于給定轉(zhuǎn)速的數(shù)值上。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MCL33組件3MEL11組件4MCL18組件5電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）6直流電動(dòng)機(jī)M037雙蹤示波器8萬用表五注意事項(xiàng)1三相主電源連線時(shí)需注意，不可換錯(cuò)相序。2系統(tǒng)開環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)上圖，輸入電壓L1、L2、L3要經(jīng)過過流過壓保護(hù)環(huán)節(jié)FBC+FA，再輸出U、V、W。線電壓不大于200VAC(相電

7、壓不大于115VAC)3改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。4進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試時(shí)，若電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)最高速且不可調(diào)，注意轉(zhuǎn)速反饋的極性是否接錯(cuò)。5雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時(shí)，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。六. 實(shí)驗(yàn)方法1按圖1-8a，1-8b接線,未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。同步脈沖控制及移相部分接上低壓電源（+15V、0、-15V）。（1）用示波器觀察雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則

8、相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。（3）將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個(gè)直鍵開關(guān)彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的脈沖。2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則（1）先部件，后系統(tǒng)。即先將各單元的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。（2）先開環(huán)，后閉環(huán)，即使系統(tǒng)能正常開環(huán)運(yùn)行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋時(shí)組成閉環(huán)系統(tǒng)。（3）先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)。即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。 3單元部件調(diào)試ASR調(diào)試方法與實(shí)驗(yàn)一相同: 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，輸入端電壓為2V時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RP3RP4，觀察輸出電壓，記錄電位器RP3RP4的旋轉(zhuǎn)方向?qū)Ψ糯蟊?/p>

9、數(shù)的影響。拆除短路線，接入電容5-7UF左右，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，輸入分別為-、+，輸出限幅為±5V。ACR調(diào)試方法與實(shí)驗(yàn)一相同：將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“9”、“10”端短接），使調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，輸入端電壓為2V時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RP3RP4，觀察輸出電壓，記錄電位器RP3RP4的旋轉(zhuǎn)方向?qū)Ψ糯蟊稊?shù)的影響。拆除短路線，接入電容7UF左右，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，輸入分別為-、+，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，限幅為±6V，然后，將反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小。4系統(tǒng)調(diào)試將Ublf接地，Ublr懸空，即使用一組橋六個(gè)晶閘管。（1）電流環(huán)調(diào)試電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁（a）系統(tǒng)開環(huán)

10、，即控制電壓Uct由給定器Ug直接接入，主回路接入電阻RD并調(diào)至最大（RD由NMEL03的兩只900電阻并聯(lián)）。主電路合閘，調(diào)輸入電壓115VAC(線電壓200VAC)。逐漸增加給定電壓，用示波器觀察晶閘管整流橋兩端電壓波形。在一個(gè)周期內(nèi)，電壓波形應(yīng)有6個(gè)對(duì)稱波頭平滑變化 。（b）增加給定電壓，減小主回路串接電阻Rd，直至Id=1.1Ied，再調(diào)節(jié)MCL-33掛箱上的電流反饋電位器RP，使電流反饋電壓Ufi近似等于速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅值（ASR的輸出限幅可調(diào)為±5V）。（c）MCL18的G（給定）輸出電壓Ug接至ACR的“3”端，ACR的輸出“7”端接至Uct，即系統(tǒng)接入已接成

11、PI調(diào)節(jié)的ACR組成電流單閉環(huán)系統(tǒng)。ASRACR的“9”、“10”端接可調(diào)電容，可預(yù)置7F，同時(shí)，反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小。逐漸增加給定電壓Ug，使之等于ASR輸出限幅值（+5V）(-5V)，觀察主電路電流是否小于或等于1.1Ied，如Id過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使Ufi增加，直至Id<1.1Ied；如Id<Ied，則可將Rd減小直至切除，此時(shí)應(yīng)增加有限，小于過電流保護(hù)整定值，這說明系統(tǒng)已具有限流保護(hù)功能。測(cè)定并計(jì)算電流反饋系數(shù)（2）速度變換器的調(diào)試電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，短接限流電阻RD。（a）系統(tǒng)開環(huán)，即給定電壓Ug直接接至Uct，Ug作為輸入給定，逐漸加正

12、給定，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1500r/min時(shí)，調(diào)節(jié)FBS（速度變換器）中速度反饋電位器RP，使速度反饋電壓為+5V(-5V)左右，計(jì)算速度反饋系數(shù)。4系統(tǒng)特性測(cè)試將ASR,ACR均接成PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。ASR的調(diào)試：（a）反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小； （b）“5”、“6”端接入可調(diào)電容，預(yù)置57F； （c）調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為±5V。（1）機(jī)械特性n=f（Id）的測(cè)定（a）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug，使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速至1500 r/min，再調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)加載旋鈕，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄78點(diǎn)，可測(cè)出系統(tǒng)靜特性曲線n=f（Id）【注意：1、若負(fù)

13、載時(shí)轉(zhuǎn)速下降明顯，則檢查輸入相電壓是否達(dá)115VAC（線電壓200VAC）。2、上表中的電流I約為0、0.2、0.4、0.6、08、1.0倍的額定電流，記錄實(shí)際電流?！浚?）閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測(cè)定調(diào)節(jié)Ug，記錄Ug和n，即可測(cè)出閉環(huán)控制特性n=f(Ug)。8系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察用二蹤慢掃描示波器觀察動(dòng)態(tài)波形，用數(shù)字示波器記錄動(dòng)態(tài)波形。在不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)下，觀察，記錄下列動(dòng)態(tài)波形：（1）突加給定起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（2）突加額定負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（3）突降負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。注：電動(dòng)機(jī)電樞電流波形的觀察可通過ACR的第“1”端 轉(zhuǎn)速

14、波形的觀察可通過ASR的第“1”端7 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1.電流反饋系數(shù)=4.4122.速度反饋系數(shù)=0.00183.機(jī)械特性n=f（Id）的測(cè)定n(r/min)150015001500150014061398I(A)00.220.440.660.881.14. 閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測(cè)定n(r/min)10151256139715161702Ug(V)3.3484.1084.8934.9455.6165. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察（1） 突加給定啟動(dòng) a.電流波形 b.轉(zhuǎn)速波形（2） 先突加、后突降負(fù)載，電流轉(zhuǎn)速波形 a.轉(zhuǎn)速波形 b.電流波形劉彪（201203870114） 實(shí)驗(yàn)心得：本次實(shí)驗(yàn)操

15、作進(jìn)行的兩個(gè)內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)一我對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對(duì)其提出的要求有了一定的了解，掌握了直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的的調(diào)試方法，這也是包含于實(shí)驗(yàn)二中的，其中，ACR、ASR的接線開、閉環(huán)變化比較頻繁，要根據(jù)具體要求作出調(diào)整。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二時(shí)要先了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的變化不能嚴(yán)格的按照指導(dǎo)書的要求來執(zhí)行，因此實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了很多偏差，自己無法解決，通過向老師的求助才能夠繼續(xù)進(jìn)行。再者就是對(duì)于示波器的使用不是很熟練，我們小組的示波器地線出現(xiàn)了問題，更換了之后又通過一段時(shí)間的調(diào)試才比較好的顯示出要求的波形畫面?？傊?，這次實(shí)驗(yàn)操作豐富了我們

16、的動(dòng)手能力，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)方面的認(rèn)識(shí)也不僅僅局限于課本知識(shí)了，希望有更多的動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。孫柯（201203870119） 實(shí)驗(yàn)心得：通過這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)雙閉環(huán)不可逆調(diào)速系統(tǒng)有了進(jìn)一步的理解和運(yùn)用，加深了對(duì)電機(jī)調(diào)速應(yīng)用。雙閉環(huán)調(diào)速就是轉(zhuǎn)速、電流兩種負(fù)反饋在不同的階段分別起做用。而在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇與參數(shù)設(shè)計(jì)都要從動(dòng)態(tài)校正的需要來解決。應(yīng)注意電流環(huán)的調(diào)試實(shí)驗(yàn)中，測(cè)電流反饋系數(shù)時(shí)應(yīng)將電機(jī)堵轉(zhuǎn)后緩慢提升電流大小，在后來的系統(tǒng)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將負(fù)荷切除，同時(shí)在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩時(shí)，因?yàn)槭请p閉環(huán)系統(tǒng)，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)該是基本維持不變的。一般來說，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有比較滿意的動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)還增強(qiáng)了我的動(dòng)手操作能力，鞏固了課本知識(shí)。陳秀秀（201203870404） 實(shí)驗(yàn)心得：這次實(shí)驗(yàn)原理并不復(fù)雜，但是因?yàn)轭A(yù)習(xí)工作沒有做充分，加上實(shí)驗(yàn)線路比較復(fù)雜，所以做得比較坎坷。實(shí)驗(yàn)一剛開始因?yàn)閷?duì)正負(fù)限幅不是很理