直流电机驱动控制实验

实验题目类型：设计型《电机与拖动》实验报告实验题目名称：直流电动机启动、调速控制电路实验室名称：电机及自动控制实验组号：X组指导教师：XXX报告人：XXX 学号：XXXXXXXXX 实验地点：XXXX 实验时间：20XX年XX月X日指导教师评阅意见与成绩评定一、实验目的掌握直流电动机电枢电路串电阻起动的方法；掌握直流电动机改变电枢电阻调速的方法；掌握直流电动机的制动方法；二、实验仪器和设备验内容（1）电动机数据和主要实验设备的技术数据四、实验原理直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率较小）、无极（电机额定功率较大）之分。

是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。

直流电动机的调速：改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。

直流电动机的制动：使直流电动机停止转动。

制动方式有能耗制动：制动时电源断开，立即与电阻相连，使电机处于发电状态，将动能转化成电能消耗在电路内。

反接制动：制动时让E与Ua的作用方向一致，共同产生电流使电动机转换的电能与输入电能一起消耗在电路中。

回馈制动：制动时电机的转速大于理想空转，电机处于发电状态，将动能转换成电能回馈给电网。

五、实验内容（一）、实验报告经指导教师审阅批准后方可进入实验室实验（二）、将本次实验所需的仪器设备放置于工作台上并检查其是否正常运行，检验正常后将所需型号和技术数据填入到相应的表内（若是在检验中发现问题要及时调换器件）（三）、按实验前准备的实验步骤实验直流电动机的起动1、取来本次试验所用器件挂置在实验工作台上2、在试验台无电的前提下，按照实验原理图接线3、请老师查看接线，待老师检查所接线路无误、批准后执行以下操作4、用万用表检查线路的通断（三相可调变阻器），检查无误后方可通电5、按动电源总开关，将电源控制屏上的直流电压调制220V左右6、按下“启动”按钮，便接通了直流电源7、搬动励磁、电枢电源按钮，直流电机启动8、逐渐减少R1阻值，电动机达到额定转速（也可通过调节R1来进行调速）9、搬动励磁电源按钮，直流电机能耗制动停车，收线，整理试验台R2直流电动机的起动、调速、制动原理图直流电动机的起动、调速、制动接线图若在实验中发现问题及时的找出问题的原因，排查问题后方可继续进行试验三相可调变阻器的检查：将其与直流电源接通，串入直流电流表，并入直流电压表。

南昌大学实验报告学生姓名：黄鹏飞学号：6100212197 专业班级：中兴通信121实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2014-5-21 实验成绩：PWM 控制直流电机实验一、实验目的熟练掌握汇编语言程序的编辑、调试和运行的过程和方法。

了解汇编语言程序的汇编、运行环境。

1．熟悉直流电动机的工作特性。

2．学习PWM 控制直流电机转速的方法。

二、实验要求1．掌握常用的编辑工具软件（如WORD、EDIT）、MASM和LINK的使用；2．根据系统提供的直流电机驱动，使用单片机PWM 驱动直流电机，并通过简单扩展口74LS244 读入8 位开关量，来控制PWM 的占空比，从而控制直流电机的转速。

3．根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证；三、实验说明1．直流电机介绍：PWM 是单片机上常用的模拟量输出方法，用占空比不同的脉冲驱动直流电机转动，从而得到不同的转速。

本实验需要用到CPU 模块（F3 区）、直流电机模块（A6 区）、并行数模转换模块（D8 区）、8279 显示模块（E7 区）。

直流电机电路原理参见图22-1A。

2．学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图。

3．本例说使用的汇编的软件以一个高度集成的优化DOS软件—WinMasmV2.2。

四、实验程序;//*文件名: DCMotor FOR 8088;功能：PWM控制直流电机转速实验;接线：连接直流电机模块的V-DCMotor到8255模块的PC0；; 连接8255模块的CS_8255到CPU模块的200H；; 用导线连接CPU模块的208H到扩展输入模块的CS_244；; 用8位数据线连接八位逻辑电平输出模块的JD1E到扩展输入模块的JD2C;; 八位逻辑电平显示模块的JD4B到扩展输出模块的JD1C。

;//******************************************************************* *PA8255 EQU 200H ;8255PA口地址PB8255 EQU 201H ;8255PB口地址PC8255 EQU 202H ;8255PC口地址PCTL8255 EQU 203H ;8255控制口地址D244 EQU 208HCODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:PUSH CSPOP DSMOV DX,PCTL8255MOV AL,80H ;设置8255口为输出口OUT DX,ALMOV DX,D244 ; 并行输入口地址IN AL,DX ; 输入数据，读开关状态MOV AH,ALDRIVE: CALL PWMMOV DX,D244 ; 并行输入口地址IN AL,DX ; 输入数据，读开关状态CMP AL,AHJE DRIVEMOV AH,ALJMP DRIVEPWM:MOV DX,PCTL8255MOV AL,01H ;PC0: 置“1”OUT DX,ALMOV CH,0MOV CL,AHCALL DELAYMOV AL,00H ;PC0: 置“0”OUT DX,ALNOT AHMOV CH,0MOV CL,AHCALL DELAYRETDELAY: MOV AL,CLCMP AL,0JNZ TOLOOPINC CLTOLOOP:LOOP $RETCODE ENDSEND START五、实验步骤与结果1）系统各跳线器处在初始设置状态。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实际操作和数据分析，掌握单电机驱动的基本原理，了解电机驱动电路的设计方法，熟悉电机驱动实验的操作流程，并学会通过实验验证电机驱动系统的性能。

二、实验原理单电机驱动系统主要由电机、驱动电路、控制器和电源等组成。

实验中，我们采用直流电机作为驱动电机，通过PWM（脉冲宽度调制）信号控制电机的转速和转向。

驱动电路采用H桥电路，通过控制H桥电路中晶体管的导通与截止，实现对电机的正反转和调速。

三、实验设备1. 直流电机：型号为NMB 2406KL-04W-B36，额定电流0.14A。

2. 驱动电路：H桥电路，由四个晶体管组成。

3. 控制器：采用Arduino Uno开发板，通过编写程序控制PWM信号输出。

4. 电源：可调稳压电源，输出电压范围0-24V。

5. 测量仪器：万用表、示波器、光电反射式转速表等。

四、实验步骤1. 搭建实验电路：将直流电机、H桥电路、Arduino Uno开发板和电源连接起来，确保电路连接正确。

2. 编写程序：使用Arduino IDE编写程序，控制PWM信号的输出，实现对电机的正反转和调速。

3. 调试程序：通过调整程序中的参数，观察电机运行情况，确保程序运行稳定。

4. 测试电机性能：使用光电反射式转速表测量电机在不同PWM占空比下的转速，记录数据。

5. 分析实验结果：根据实验数据，分析电机驱动系统的性能，如转速稳定性、调速范围等。

五、实验结果与分析1. 转速稳定性：通过调整PWM占空比，观察电机转速的变化。

实验结果表明，电机转速随PWM占空比的增大而增大，且在稳定运行时，转速波动较小，说明电机驱动系统的转速稳定性较好。

2. 调速范围：实验中，我们测试了电机在不同PWM占空比下的转速，结果表明，电机驱动系统的调速范围较宽，可满足实际应用需求。

3. 转向控制：通过改变PWM信号的极性，实现电机的正反转，实验结果表明，电机转向控制准确，无抖动现象。

六、实验总结通过本次实验，我们掌握了单电机驱动的基本原理和实验操作流程，了解了电机驱动电路的设计方法。

计算机控制技术综合性设计实验实验课程：直流电机转速控制实验设计报告学生姓名：学生姓名：学生姓名：学生姓名：指导教师：牛国臣实验时间：年月日直流电机转速控制实验设计报告一、实验目的：1.掌握电机的工作原理。

2.掌握直流电机驱动控制技术。

3.掌握增量式编码器位置反馈原理。

4.熟悉单片机硬件电路设计及编程。

5.实现直流电机的转速控制。

二、实验内容：已知某一直流永磁有刷伺服电机参数如下：设计直流电机转速控制系统。

要求：表1 直流伺服电机参数1.分析并建立电机的数学模型，分别得出在连续控制系统和离散控制系统中对应的传递函数；2.基于MATLAB软件对直流电机进行仿真，并通过PID控制器的参数整定对直流电机进行闭环控制，3.设计直流电机控制硬件电路，主要包括主控模块、电机驱动模块、编码器反馈模块、通信模块、电源模块、显示模块等。

4.对各模块进行单元调试，设计数字PID控制器，并基于A VR单片机编制程序，进行系统联调。

5.最终完成直流电机控制硬件平台的设计、搭建及软件调试，要求有速度设置、显示功能，速度控制误差在1%以内，具有与上位机通讯的接口，能通过上位机方便进行参数设置、速度控制等操作。

三、 实验步骤：1、建立电机的数学模型，得出控制统的传递函数；由直流电机得来的三个方程：n k dt di Li R s u E m m ++=)( i k T M m =f L m T dtdw J T T ++= 、 进行拉式变换得：)()()()(s n k s LSI s I R s U E m m ++=)(s I k T M m =f L m T s JS T T +Ω+=)(带入数据在进行z 变换得: 521039.19252.01394.0459.1)(-⨯+-+=z z z z G 2、.基于MATLAB 软件对直流电机进行仿真（1）连续系统阶跃响应程序为：>> num=[1]num =1>> den=[0.0000000542,0.00061,0.0468]den =0.0000 0.0006 0.0468>> G=tf(num,den)Transfer function:1----------------------------------5.42e-008 s^2 + 0.00061 s + 0.0468>> step(G)>> Gz=c2d(G,0.01,'zoh')Transfer function:11.43 z + 0.06868-----------------z^2 - 0.4618 zSampling time: 0.01>> step(Gz)阶跃响应曲线如图1所示：图1 阶跃响应曲线（2）离散系统的单位阶跃响应程序如下：>> num=[52.756.913];>> den=[1 -0.8009 0.0005123];>> sys=[num,den,0.001];>> dstep(num,den,100)离散系统的阶跃响应曲线如图2所示（T=1ms）：图2 离散系统的阶跃响应曲线（3）PID参数整定1）设D(z)=错误！未找到引用源。

实验四直流电机PLC控制实验一、实验目的1．掌握PLC的基本工作原理2．掌握PID控制原理3．掌握PLC控制直流电机方法4．掌握直流电机的调速方法二、实验器材1．计算机控制技术实验装置一台2．CP1H编程电缆一条3．PC机一台三、实验内容根据输入，实现PLC对直流电机的调速PID控制。

1、输入功能（1）功能操作，按钮11．1、按钮1按下一次，显示SV(设定点值)。

1．2、按钮1按下两次，显示速度设定值。

1．3、按钮1按下三次，设定P值，显示。

1．4、按钮1按下四次，显示P值。

1．5、按钮1按下五次，设定I值，显示。

1．6、按钮1按下六次，显示I值。

1．7、按钮1按下七次，设定D值，显示。

1．8、按钮1按下八次，显示D值。

1．9、按钮1按下九次，显示At（PID 自调整增益）1．10、按钮1按下十次，自整定显示1．11、按钮1按下十一次，复位（2）增加按钮2，数值增加（3）减小按钮3，数值减小（4）确定按钮4，操作确定2、PWM脉冲输出，接输出101.00。

3、直流电机测速，光耦，接高速脉冲输入。

4、LED显示，根据按钮输入，显示设定值/测量值/加减量。

四、实验原理1．直流无刷电机PWM调速原理PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压。

PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压，所以通过调节占空比,可以实现调节输出电压的目的,而且输出电压可以无级连续调节。

在使用PWM控制的直流无刷电动机中，PWM控制有两种方式：(1)使用PWM信号，控制三极管的导通时间，导通的时间越长，那么做功的时间越长，电机的转速就越高。

电机驱动实验报告电机驱动实验报告引言：电机驱动是现代工业中至关重要的一部分。

无论是家用电器、交通工具还是工业机械，都离不开电机驱动。

本实验旨在探究电机驱动的原理和应用，通过实际操作来加深对电机驱动的理解。

一、实验背景电机驱动是将电能转化为机械能的过程。

它通过控制电机的电流和电压来实现转速和转矩的调节，从而满足不同应用的需求。

在本实验中，我们将使用直流电机作为实验对象，通过改变电压和电流来控制电机的运行状态。

二、实验目的1. 了解电机驱动的基本原理；2. 掌握电机驱动的调速和调转矩方法；3. 熟悉电机驱动的实际应用。

三、实验装置1. 直流电机：用于实验的直流电机具有较好的响应速度和调节性能；2. 电源：提供电机所需的电压和电流；3. 控制器：用于控制电机的运行状态，包括启动、停止、调速等；4. 传感器：用于监测电机的转速和转矩。

四、实验步骤1. 连接电源和直流电机，确保电路连接正确；2. 设置控制器的参数，包括电压、电流和速度等；3. 启动电机，观察电机的运行状态；4. 改变控制器的参数，调节电机的转速和转矩；5. 记录实验数据，并进行分析和总结。

五、实验结果与分析通过实验我们发现，改变电压和电流可以有效地调节电机的转速和转矩。

当电压增加时，电机的转速也会增加；当电流增加时，电机的转矩也会增加。

这说明电机的转速和转矩与电压和电流呈正相关关系。

此外，我们还发现控制器的参数设置对电机的运行状态有重要影响。

合理设置电流和速度参数可以使电机达到最佳工作状态，提高效率和稳定性。

六、实验应用电机驱动广泛应用于各个领域。

在家用电器中，电机驱动实现了洗衣机、电冰箱、空调等设备的自动化运行；在交通工具中，电机驱动实现了汽车、电动自行车等的动力输出；在工业机械中，电机驱动实现了机床、机器人等设备的高效运行。

七、实验心得通过本次实验，我深入了解了电机驱动的原理和应用。

通过实际操作，我掌握了电机驱动的调速和调转矩方法，并对电机驱动的实际应用有了更深的认识。

一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。

2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。

3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。

4. 培养实验操作技能和数据分析能力。

二、实验仪器与设备1. 直流调速电机：一台2. 可调直流电源：一台3. 电机转速测量仪：一台4. 电流表：一台5. 电压表：一台6. 实验台：一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。

本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。

四、实验内容与步骤1. 实验一：直流调速电机调速性能测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。

（2）将可调直流电源输出电压调至一定值，启动电机。

（3）使用电机转速测量仪测量电机转速。

（4）改变可调直流电源输出电压，重复步骤（3），记录不同电压下的电机转速。

（5）绘制电机转速与电压的关系曲线。

2. 实验二：直流调速电机驱动电路与控制系统测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。

（2）启动电机，观察电机正反转及转速。

（3）调整驱动电路中的PWM波占空比，观察电机转速变化。

（4）改变PWM波频率，观察电机转速变化。

（5）绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据，绘制电机转速与电压的关系曲线。

分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与电枢电压成正比关系。

（2）电机转速存在最大值和最小值，分别为电机空载转速和堵转转速。

2. 实验二结果分析根据实验二的数据，绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。

分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与PWM波占空比成正比关系。

（2）电机转速与PWM波频率成反比关系。

（3）PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。

2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。

3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。

电机学实验一直流电机实验1实验目的: 理解掌握直流机发电、电动工作特性。

2实验电路:图 1 直流电机实验系统结构图3 实验内容与步骤3.1系统基本连接与参数调节--由教师完成:（1）连接电路实线部分。

直流机按正转接线, 交流机按反转接线。

（2）电流调节器调最大Uc为1V。

调电流反馈: Ui/Ia=2V/0.5A。

（3）直流稳压源限流值调到1.5A。

3.2直流机发电实验--交流机作同步恒速运行, 驱动直流机发电, 电流闭环控制整流调压器吸收其电流。

3.2.1实验准备(1) 完成直流机电枢回路、励磁回路连接, 励磁开关Kf断开, RA.RB置最大。

（2）整流器：Uct只接电流调节器输出Uc！Ublf断开, 整流器先关闭。

（3）交流机RC调最大。

直流稳压源断开Kz, 通电调到Uz=15V。

（4）实验台通电。

（5）给定电路置“负”, 并调输出0V。

--注：电流调节器的运放“反相”, 故给定为负, 反馈为正3.2.2 启动交流机（1）接通主电路。

（2）减RC起动交流机反转到~1000rpm, 接通直流稳压源Kz, RC回最大。

使交流机进入同步恒速（1500rpm）运行, 驱动直流机发电。

3.2.3直流发电机空载Uf-E特性（即if -φ磁化特性）实验断Kf使Uf=0, 测量记录对应的直流机剩磁发电电势E(｜Ua｜)。

接通Kf后调RA+RB使Uf= 90, 160, 220V。

测量记录E。

3.2.4 直流发电机负载特性实验--用电流闭环恒定吸收直流机发电电流, 并转为交流功率送电网。

（1）调RA+RB保持励磁Uf=220V。

（2）测Ud应为负！(否则查改直流机电枢接线)。

整流器Ubf接通, 允许其工作。

（3）加负载: 用负给定电位器调-Ui*到Ia=（0）, 0.3, 0.6A, 测量记录Ia、Ua。

*(4) 可用RA+RB降Uf=200V, 测量记录Ia、Ua—观察电流环恒流效果。

(5) 停车：先用-Ui*减Ia到0, 再断开Kz, 电机停车后断主电路。