运动控制实验讲义

运动控制系统实验实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．熟悉晶闸管直流调速系统的组成结构；2．掌握晶闸管直流调速系统参数与环节特性的测定方法。

二．实验内容1．测定晶闸管整流装置的外特性；2．测定晶闸管触发及整流装置的放大系数；3．用直流伏安法测量直流电动机的电枢电阻和电抗器电阻；4．直流电动机电势常数Ce和转矩常数C M的测定；5．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M（选做）；6．测定直流电动机－发电机－测速发电机组的飞轮惯量GD2；7．绘制自由停车曲线n=f ( t )（选做）；8．测速发电机特性U TG=f (n)的测试；9．用交流伏安法测量直流电动机电枢回路的电感；10．计算主电路电磁时间常数测定。

三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相交流电路、晶闸管整流调速装置、平波电抗器，电动机——发电机组等组成。

本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变U g的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。

四．实验设备及仪器见表3－1五．注意事项为防止电枢过大电流的冲击，每次增加U g 须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。

表3－1实验设备及仪器六．实验方法1．测定整流装置的外特性u ＝f( I )，并确定其内阻r 。

⑴ 实验原理 见图3－1图3－1 整流装置外特性测试原理图⑵ 数据测定及处理每次实验前，都应将负载电阻R 的阻值置于最大。

由于考虑到整流装置内阻的非线性关系，因此在实验中应测定不同的α角时的外特性曲线u ＝f( I )，α值可取三种不同的角度，对于每个不同的α值，通过改变R 的大小，可测取其4个左右的相应参数，并描述u ＝f( I )曲线（应为直线簇），该直线的斜率即为r 。

r＝△u /△I（合理选择△u 、△I的值）在实验中，应注意负载电流不得超过其额定值0.6A；每次重新改变α时，R应置于最大位置。

《运动控制系统》实验指导书逄海萍刘建芳编青岛科技大学自动化与电子工程学院电气工程教研室实验一晶闸管不可逆直流调速系统主要单兀调试,,1实验二不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究,,4实验三双闭环晶闸管不可逆直流调速系统,,,,,8实验四双闭环可逆直流脉宽调速系统,,,,,,15实验一晶闸管不可逆直流调速系统主要单元调试一、实验目的1 •熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。

2 •掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。

二、实验内容1. 转速调节器ASR和电流调节器调节器ACR的调试2 .触发单元的调试3 .主电路的调试三、实验设备及仪器1 . MCL系列教学实验台主控制屏。

2. MCL--31 组件(适合MCL--111)3. MCL--34 组件。

4. MEL-11 挂箱5. 双踪示波器6 .万用表四、注意事项1 .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。

2 .电流表要与电动机的电枢串联，严禁并联。

3 .改接线路前断开电源。

4 .脉冲观察孔不能于晶闸关门极相连。

五、实验方法及步骤1. 速度调节器(ASR)的调试(1) 调整ASR的输出限幅值①“ 5”、“ 6”端接MEL-11挂箱电容(7卩)，使ASR调节器为PI调节器，将Ug接到ASR 的1端，零速封锁(DZS)的3端接到ASR的4端，零速封锁开关打到“解除”。

②接通“低压直流电源”，增加给定，调节ASR的RP1,RP2,使ASR的输出限幅值为± 3V。

③给定调到0，断开“低压直流电源”。

(2) 测定输入输出特性①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。

(1)主电路未通电, 板上的直流低压电源引到用示波器观察 MCL — 33的六个脉冲观察孔,应有双窄脉冲，且间隔均匀，幅值 ② 接通“低压直流电源”，调节给定电位器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测 出相应的输出电压，直至输出达到限幅值，并画出输入输出特性曲线。

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．教学实验台主控制屏。

2． NMCL —33 组件3． NMCL —31 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1500rpm ，同时用万用表测量控制电调节给定电位器，使电动机从静止开始加速到压，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0200400600800100120014001500 Uc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．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理。

第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，运动控制技术已成为现代工业、军事、医疗等领域的关键技术之一。

运动控制系统通过对运动物体的位置、速度、加速度等参数进行精确控制，实现各种复杂运动任务。

本实验旨在通过对运动控制系统的设计与实现，掌握运动控制的基本原理和方法。

二、实验目的1. 理解运动控制系统的基本原理和组成；2. 掌握运动控制系统的设计方法；3. 学习运动控制系统的实现技术；4. 培养实际操作能力和创新能力。

三、实验内容本实验主要分为以下几个部分：1. 运动控制系统概述：介绍运动控制系统的基本概念、组成、分类和特点。

2. 运动控制器：学习运动控制器的种类、原理、功能和性能指标。

3. 运动控制算法：研究常用的运动控制算法，如PID控制、模糊控制、自适应控制等。

4. 运动控制系统设计：根据实际需求，设计运动控制系统，包括系统结构、参数选择和算法实现。

5. 运动控制系统实现：利用运动控制器和实验平台，实现运动控制系统，并进行实验验证。

四、实验步骤1. 运动控制系统概述：- 学习运动控制系统的基本概念和组成；- 了解运动控制系统的分类和特点；- 分析运动控制系统的应用领域。

2. 运动控制器：- 学习运动控制器的种类、原理和功能；- 分析运动控制器的性能指标和选择方法；- 熟悉常见运动控制器的操作方法和编程接口。

3. 运动控制算法：- 学习PID控制、模糊控制、自适应控制等运动控制算法；- 分析各种算法的优缺点和适用范围；- 熟悉各种算法的编程实现。

4. 运动控制系统设计：- 根据实际需求，确定运动控制系统的性能指标；- 设计运动控制系统的结构，包括控制器、执行器、传感器等；- 选择合适的运动控制算法，并进行参数优化。

5. 运动控制系统实现：- 利用运动控制器和实验平台，搭建运动控制系统；- 编写运动控制程序，实现运动控制算法；- 进行实验验证，分析实验结果，调整系统参数。

五、实验结果与分析1. 实验结果：- 实验过程中，成功搭建了运动控制系统，实现了预定的运动控制任务； - 通过实验验证，运动控制系统具有良好的稳定性和准确性。

实验1 转速反馈控制的直流调速系统仿真一、实验目的1.熟练使用MATLAB 下的SIMULINK 软件进行系统仿真。

2.学会用MATLAB 下的SIMULINK 软件建立转速反馈控制的直流调速系统的仿真模型和进行仿真实验的方法。

二、结构原理图设计图1 调试系统原理图图1为转速负反馈闭环调速系统仿真框图，各环节参数如下：直流电动机：额定电压N U =220V ，额定电流dN I =55A,额定转速N n =1000r/min,电动机电动势系数e C =0.192Vmin/r 。

假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数s K =44，滞后时间常数s T =0.00167s 。

电枢回路总电阻R=0.1Ω，电枢回路电磁时间常数l T =0.00167s ，电力拖动系统机电时间常数m T =0.075s 。

转速反馈系数α=0.01Vmin/r 。

对应额定转速时的给定电压*n U =10V 。

三、仿真实验1. 搭建simulink 仿真实验图搭建完成如图2所示图2 simulink仿真实验图2.基础实验（1）考虑有反馈和无反馈对转速降落差的影响。

下图图3和图4分别为闭环和开环下的示波器显示图图3 闭环情况下的示波器显示图4 开环情况下的示波器显示结论：转速发生偏差时，有反馈系统能有效的抑制，并跟紧给定值；而没有反馈的系统偏差会越来越大。

（2）计算开环机械特性和闭环静特性。

（ss K K P ττ11+=比例积分环节）系统开环机械特性：ed e n S C RIC U K K n -=*1系统闭环静特性：()()K C RI K C U K K n e de n S +-+=*111（3）讨论P 调节、I 调节、PI 调节对快速性和静差的影响。

以下图5、图6分别是P 调节、I 调节的示波器显示图。

图5 P调节下的示波器显示图6 I调节下的示波器显示图根据3种情况下的对比可得以下结论：1.P调节响应速度快，调节动作敏捷，只能减小但无法消除静差。

运动控制系统实验讲义实验一不可逆单闭环直流调速系统一．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．实验内容1．系统开环工作机械特性。

2．转速负反馈有静差系统工作静特性。

3．转速调节器ASR输出限幅调节。

4．转速反馈信号强度整定及极性判别。

三．实验线路及原理实验线路参见图6-3.2。

四．实验设备及仪器1．MCL—Ⅲ教学实验台主控制屏2．MCL—32T组件3．MCL—31组件4．MCL—33组件5．可调电阻器900Ω/0.4A×26．电机导轨及测速发电机7．直流电动机M038．直流发电机M01 9．双踪示波器 10．万用表五．实验方法1．按图接线，触发电路检查及调试（主电路电源未通电）依次打开实验台主控制屏上的自动开关、中央锁控开关、低压直流开关、激磁电源开关，有正常的电压LED 指示。

参见第四章实验七：（1）同步电源相序、触发电路脉冲检查。

（2）如图6-3.1所示,调节脉冲初始相位α=90°。

2．系统开环工作机械特性。

（1） G （给定）输出直接加至相移控制电压U ct 端。

给定电位器RP1左旋到底，使U ct =0。

电机空载。

（2）合上主电路电源，逐渐调节给定电压U g ，使电机空载转速n 0=1500转/分，调节发电机负载电阻R d ，在空载至额定负载的范围内(0.8A)测取7～8点，读取电机电枢电流I d 以及对应转速n 。

求取系统开环工作机械特性曲线（3）在电机额定状态下（同时满足n=1500 r/min 、I d =0.8 A ），调节FBS 的RP 电位器使转速反馈输出为+5V ，同时，用万用表测取给定电压输出作为U gmax 。

3．转速负反馈有静差系统工作静特性（1）断开主回路电源，ASR的输入“1”端与FBS转速反馈的输出“3”端相连(另外注意转速反馈输出“4”端与给定单元共地)，输入“2”端与G （给定）的输出U g端相连，输出“3”端与相移控制电压U ct端相连，“4”端与DZS零速封锁的输出“3”端相连，短接ASR的“5”与“6”端，构成比例调节器。

Simulink中传递函数的建立实验一Matlab和实验目的一．中建立系统传递函数的方法。

Matlab 1.掌握在中建立系统的传递函数及结构图的方法。

2.掌握在Simulink二．实验设备及仪器软件计算机、Matlab三．实验内容推出的一个科技应用软件，已经发展成为一个适用于多学科MathworksMatlab是由美国在本课程的实验中主要使用该软件的控制系统工它涉及领域广泛，多工作平台的大型软件。

设计提供的结构Matlab具箱，以加深对控制理论及其应用的理解。

Simulink是该公司专门为使该仿真环境下的用户程序其外观就是系统的结构图，图编程与系统仿真的专用软件工具，得系统仿真变得简便直观。

1.Matlab 中建立系统传递函数命工作空间窗口可以显示Matlab中的各个变量。

Matlab启动后的用户界面如图1-1所示，令窗口可以输入各种命令，这也是输入系统传递函数的窗口。

Matlab启动界面图1-1（1）. Matlab中求解微分方程个方12)，该函数最多可同时求解21”, “方程”,…dsolve(求解微分方程所用的命令为“方程2yd在接变量名，例如：代表D2y。

表示，程。

方程中的各阶导数项以大写的D后面跟阶数，2dxdc(0)?00c(0)?Matlab1例：在，中求解下列微分方程，变量初始值为t 12dccd2?2?c?22dtdt)t?2*cos(y??2，通过解：在命令窗口中键入命令如图1-2所示。

可见方程的解所示。

ezplot命令可以绘制该微分方程解的曲线如图1-3Matlab中输入微分方程图1-2ezplot命令绘制图形图1-3，zpk。

. Matlab中输入传递函数常用的命令有：tf，printsys（2）可以输入多项式形式的传递函数，首先根据传递函数写出分子多项式，prinfsys 命令tf numnum denden或令tf(,)系数向量。

然后输入命项的数系向量，分母多式的）即可得到传递函数。