杭州电子科技大学运动控制系统报告.docx

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杭州电子科技大学运动控制系统报告

杭州电子科技大学

实验报告

课程名称：

指导老师：

学生姓名：

学生学号：

学生班级：

所学专业：

实验日期：

实验1：

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验

一、实验目的

了解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。

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。

研究调节器参数对系统动态性能的影响。

二、实验原理

许多生产机械，由于加工和运行的要求，使电动机经常处于启动、制动的过渡过程中，因此启动和制动过程的时间在很大程度上决定了生产机械的生产效率。

为缩短这一部分时间，仅采用比例积分调节器的转速负反馈单闭环调速系统，其性能还不能令人满意。

双闭环直流调速系统是由电流和转速两个调节器进行综合调节的，可获得良好的静、动态性能（两个调节器均采用比例积分调节器）。

由于调整系统的主要参量为转速，故将转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面，这样可以抑制电网电压扰动对转速的影响。

实验系统的原理框图如图1所示。

图1转速、电流双闭环直流调速系统原理框图

三、实验内容

各控制单元调试。

测定电流反馈系数

、转速反馈系数

。

测定开环机械特性及高、低转速时系统闭环静态特性

。

闭环控制特性

的测定。

观察、记录系统动态波形。

四、实验结果

（1）仿真电路

多环直流调速系统与开环、单环直流调速系统的主电路模型是一样的，主电路仍然是由交流电源、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。

差别反映在控制电路上，多环系统的控制电路更复杂。

采用面向电气原理结构图方法构成的双闭环直流调速系统参考仿真模型如图2所示。

图2双闭环直流调速系统参考仿真模型

（2）仿真结果（如图3所示）

图3仿真结果截图

当Ug增大使得超调量增大，上升时间减少。

（如图4所示）

图4所示Ug增大时的结果

实验2：

三相异步电动机矢量控制变频调速系统实验

一、实验目的

了解并熟悉异步电动机矢量控制变频调速系统的原理及组成。

了解异步电动机矢量控制变频调速系统的调试步骤及方法。

了解异步电动机矢量控制变频调速系统的静态与动态特性。

二、实验原理

三相异步电动机矢量控制变频调速系统原理框图（如图5所示）

如图5所示三相异步电动机矢量控制变频调速系统原理框图

图中给定信号和反馈信号经过类似于直流调速系统所用的控制器，产生励磁电流的给定分量

和电枢电流的给定分量

，经过反旋转变换

得到

和

，再经过二相／三相变换得到

，

，

。

把这三个电流控制信号和由控制器直接得到的频率控制信号

加到带电流控制的变频器上，就可以输出异步电动机调速所需的三相变频电流。

三、实验内容

各控制单元调试。

测定双闭环交流调压调速系统的静态特性。

测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。

四、实验结果

（1）仿真电路

依据三相异步电动机矢量控制变压变频调速系统电气原理图构建的参考仿真模型如图6所示

图6三相异步电动机矢量控制变压变频调速系统参考仿真模型

（2）仿真结果

●当参数设置如下

仿真结果截图如下

●当参数设置如下

仿真结果截图如下

实验3：

双闭环可逆直流脉宽调速系统

一、实验目的

（1）掌握双闭环不可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。

（2）熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。

（3）熟悉H型PWM变换器的各种控制方式的原理与特点。

（4）掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。

二、实验内容

（1）闭环系统调试

（2）系统静态特性测定

三、实验结果

系统静特性测试

（1）机械特性n=f（Id）的测定

a.系统正正转时

●系统正转时的数据

n（r/min）

1047

1045

1044

1042

1040

1038

I（A）

0.118

0.119

0.221

0.245

0.302

0.481

●系统正转的静特性曲线（n-I）

b.系统反转时

●系统反转时的数据

n（r/min）

-998

-997

-994

-993

-992

-990

I（A）

0.061

0.104

0.238

0.316

0.415

0.545

●系统反转的静特性曲线（n-I）

（2）闭环控制特性n=f（Ug）的测定

●闭环控制的实验数据

n（r/min）

320

599

900

1222

1544

Ug（V）

0

0.5

1

1.5

2

●闭环控制特性n=f（Ug）曲线

四、实验分析

（1）从机械特性测定实验中可以发现，负载在一定范围内变化，直流电机的转速始终保持恒定。

（2）在额定转速之下调节给定Ug，输出的转速是线性的。

实验4：

数字开环SPWM控制系统

一、实验目的

1.了解DSP开环SPWM控制三相异步电动机

二、实验结果

（1）电机转速为0

（2）电机稳定运行时

（3）电机突然撤去负载