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1、 运动控制系统实验报告实 验 项 目实验一 晶闸管直流开环调速系统的安装2实验二 晶闸管直流调速系统主要单元调试5实验三 单闭环不可逆直流调速系统9实验四 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统13综合设计1 单片机PWM直流电机开环调速系统17综合设计2 舵机控制系统设计23实验一 晶闸管直流开环调速系统的安装班级 学号 姓名 得分 一实验目的1熟悉晶闸管直流调速系统的结构和原理；2掌握直流调速系统的安装调试步骤和方法；3. 观测同步信号和触发脉冲的波形；4. 分析控制电压和转速的关系。二实验内容1晶闸管主回路的安装2给定信号的连接3用示波器观测触发信号4测量控制电压和单机转速三实验设备及仪器1教学
2、实验台主控制屏。2NMCL33组件3NMCL31组件4双踪示波器5万用表四实验方法和步骤1 连接晶闸管整流电路和直流电动机的主电路图1 晶振管整流电源和电动机的主电路2 连接给定信号和触发控制电路3 用示波器观测同步信号和触发脉冲步骤1：用示波器的两个通道同时测量两相交流电的同步信号 记录三相交流电的波形，分析UVW的相位差。步骤2：用示波器的两个通道观测相邻的两个触发脉冲信号 记录两个触发脉冲的波形，并分析相位差步骤3：用示波器的两个通道同时观测同步信号和触发脉冲信号 调节控制电压Uct，观测触发脉冲和同步信号之间的延迟时间有何变化。4 测量电机的转速和控制电压之间的关系调节给定电位器，使电
3、动机从静止开始加速到1500rpm，同时用万用表测量控制电压，作图分析控制电压和转速之间的关系。 五. 实验数据和结果分析1 实验测得UVW三相交流电的同步波形如下。、从同步信号波形可以看出：UVW三相交流电 2.s相邻两个触发脉冲的波形如下：从触发信号波形可以看出： 3同步信号和触发信号的变换规律电机转速最低时电机转速中等时电机转速最高时从上述几个波形图可以看出 4转速和控制电压的关系转速0200400600800100120014001500Uc根据表格数据，作图如下:从曲线可以看出，转速和控制电压之间的关系为 六. 实验总结实验二 晶闸管直流调速系统主要单元调试一实验目的1熟悉直流调速系
4、统主要单元部件的工作原理。2掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。二实验设备及仪器1教学实验台主控制屏。2NMCL31A组件3NMCL18组件4双踪示波器5万用表三实验方法1速度调节器（ASR）的调试 按图2-1接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。 图2-1 速度调节器的连线（1）调整输出正、负限幅值 “5”、“6”端 接可调电容，使ASR调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由NMCL31的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2，使输出正负值等于7V。（2）测定输入输出特性 将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调节器为P调节器，向调
5、节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。（3）观察PI特性： 拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压，测量输出电压的变化。2电流调节器（ACR）的调试 按图2-1接线。图2-2 电流调节器的连线（1）调整输出正,负限幅值 “9”、“10”端 接可调电容，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，使输出正负最大值大于6V。（2）测定输入输出特性 将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。（3）观察PI特性：拆除“9”、“10”端短
6、接线，突加给定电压，观察输出电压的变化规律。3电平检测器的调试3.1测定转矩极性鉴别器（DPT）的环宽要求环宽为0.40.6伏，记录高电平值 ，调节RP使环宽对称纵坐标。具体方法：图2-3 测定转矩极性鉴别器（a）调节给定Ug，使DPT的“1”脚得到约0.3V电压，调节电位器RP，使“2”端输出从“1”变为“0”。（b）调节负给定，从0V起调，当DPT的“2”端从“0”变为“1”时，检测DPZ的“1”端应为-0.3V左右，否则应调整电位器，使“2”端电平变化时，“1”端电压大小基本相等。3.2 测定零电流检测器（DPZ）的环宽要求环宽也为0.40.6伏，调节RP，使回环向纵坐标右侧偏离0.10
7、.2伏。具体方法：图2.4 零电流检测器接线图（a）调节给定Ug，使DPZ的“1”端为0.7V左右，调整电位器RP，使“2”端输出从“1”变为“0”。（b）减小给定，当“2”端电压从“0”变为“1”时，“1”端电压在0.10.2V范围内，否则应继续调整电位器RP。（3）按测得数据，画出两个电平检测器的回环。4反号器（AR）的调试 测定输入输出比例，输入端加+5V电压，调节RP，使输出端为-5V。5逻辑控制器（DLC）的调试测试逻辑功能，列出真值表，真值表应符合下表：输入UM110001UI100100输出Uz(Ublf)000111UF(Ublr)111000调试时的阶跃信号可从给定器得到。图
8、 2.5 逻辑控制器接线图调试方法：（a）给定电压顺时针到底，Ug输出约为12V。（b）此时上下拨动NMCL31中G（给定）部分S2开关，Ublf、Ublr的输出应为高、低电平变化，同时用示波器观察DLC的“5”，应出现脉冲，用万用表测量，“3”与“Ublf”，“4”与“Ublr”等电位。（c）把+15V与DLC的“2”连线断开，DLC的“2”接地，此时拨动开关S2，Ublr、Ublf输出无变化。四. 实验结果与分析4.1 速度调节器的测试结果经过调试，速度调节器的最高输出电压为 V, 最低输出电压为 V。改变输入电压，可知输入输出之间的电压关系。测量结构如下表所示：表2-1 速度调节器的输入
9、输出特性输入电压（V）输出电压（V）根据上表中的数据绘制速度调节器的输入输出特性曲线如下：图2.4 速度调节器的输入输出特性曲线4.2 电流调节器的测试结果经过调试，电流调节器的最高输出电压为 V, 最低输出电压为 V。改变输入电压，可知输入输出之间的电压关系。测量结果如下表所示：表2-2 电流调节器的输入输出特性输入电压（V）输出电压（V）根据表中的数据绘制电流调节器的输入输出特性曲线如下：图2.4 电流调节器的输入输出特性曲线四. 实验总结实验三 单闭环不可逆直流调速系统班级 学号 姓名 得分 一实验目的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
10、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。二预习要求1了解速度调节器在比例工作与比例积分工作时的输入输出特性。2弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。三实验设备及仪表1教学实验台主控制屏。2NMCL33组件3NMEL03组件4NMCL18组件5电机导轨及测速发电机（或光电编码器）、直流发电机M016直流电动机M037双踪示波器8万用表四注意事项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7F）。3测取静特性时，须注意主电路电
11、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系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机。6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。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。五实验内容1移相触发电路的调试（主电路未通电）（a）用示波器观察NMCL33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1V2V的双脉冲。（b）触发电路输出脉冲应在3090范围内可调。可通过对偏移电压调节单位器及ASR
12、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=90；再保持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使=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Uct，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。bNMCL-32的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”。合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端有电压输出。c调节给定电压Ug，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载的范围内测取78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。表1 调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性数据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。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。调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载范围内测取78点，读取Ud、id、n。
