直流电机控制实验
直流电机位置控制实验
θ －电机电枢角度； J －电机转动惯量； Ce －直流电机感应电动势系数； Ct －直流电机
转矩系数
直流电机的电路平衡方程和力矩平衡方程分别如下：
电路平衡方程：
L
dI dt
+
IR
+ Ceθ&
=V
(1)
力矩平衡方程：
Jθ&& + bθ& = Ct I
(2)
其中， Tf = bθ& 是电机阻力力矩， b 是机械系统的阻尼系数。
直流电机位置控制系统设计包括以下几个部分： 1． 电机位置控制系统的状态空间模型建模； 2． 基于极点配置的稳定化状态反馈控制器设计； 3． 具有扰动抑制能力的稳定化状态反馈控制器设计。
一． 建 模 直流电机电路图如下：
图 1 直流电机电路图
变量说明如下：
L －电机绕组线圈电感； I －电机电枢电流；V －电机两端输入电压； R －电枢电阻；
选取则由方程1和2可得直流电机的状态空间模型为axbv基于极点配置的稳定化状态反馈控制器设计由于分别表示电机的角度角速度换个电枢电流它们都是可以直接测量得到的物理量
直流电机位置控制实验
直流电机是控制系统中常见的执行机构，例如水位控制系统中的电动阀需要电机驱动， 倒立摆控制系统需要电机驱动皮带传动，等等。电机转速和位置（角度）是电机的两个重要 输出量，是实际系统中经常需要控制的两个量。例如，我们常常希望电机能够以一个期望的 转速运转，从而达到实际生产的要求，或者希望电机的位置最终能够按照我们期望的那样在 一定的时间之后稳定在某个位置上。这就是直流电机的转速和位置控制问题。本实例以直流 电机（DC Motor）为被控对象，研究如何设计一个状态反馈控制器，使得电机的位置能够 在一定的时间内到达期望值上，并且对扰动具有有效的抑制能力。
电机正反转控制实验报告
电机正反转控制实验报告
实验目的，通过实验掌握电机正反转控制的原理和方法，加深对电机控制的理解。
实验器材，直流电机、电源、开关、电阻、万用表、电路连接线等。
实验原理，电机正反转控制是通过改变电机的输入电压和电流方向来实现的。
在实验中，我们将通过改变电路连接方式和控制电源开关来实现电机的正反转控制。
实验步骤：
1. 将直流电机与电源、开关、电阻等连接好，组成电机正反转控制电路。
2. 分别测试电机的正转和反转情况，记录电机的转速和转向。
3. 通过改变电路连接方式和控制电源开关，实现电机的正反转控制，并记录实验结果。
4. 分析实验结果，总结电机正反转控制的原理和方法。
实验结果，通过实验，我们成功实现了电机的正反转控制。
当电路连接方式和电源开关改变时，电机可以实现正转和反转，并且转速和转向可以根据控制方式进行调节。
实验结论，电机正反转控制是通过改变电路连接方式和控制电源开关来实现的。
掌握了电机正反转控制的原理和方法，可以应用于实际的电机控制系统中，实现对电机的灵活控制。
通过本次实验，我们加深了对电机正反转控制的理解，为今后的电机控制工作打下了坚实的基础。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告实验报告：直流电动机实验引言：直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域。
在本实验中，我们将通过对直流电动机的实验研究，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的：1. 了解直流电动机的组成结构和工作原理；2. 掌握直流电动机的启动、制动和运行过程；3. 学习使用实验仪器测量电动机的性能参数。
二、实验原理：直流电动机是由电枢和磁极组成。
当电枢通过外部直流电源供电时，在电磁场的作用下，电枢会受到电磁力的作用而产生旋转。
电动机的工作原理可以通过右手定则来解释。
在电动机的实验中，我们还需要了解几个重要的性能参数：1. 电压常数Kv：表示电动机转速和电压之间的关系；2. 转矩常数Kt：表示电动机转矩和电流之间的关系；3. 电动机的机械功率：指电动机转动时所做的功。
三、实验步骤：1. 连接电动机与电源，并确认电路连接正确；2. 使用电压表和电流表对电动机的电压和电流进行测量，并记录数据；3. 测量不同电压下电动机的转速，并记录数据；4. 根据测得的数据计算电动机的转矩常数Kt和电压常数Kv；5. 测量不同电压和负载下电动机的功率，并进行数据分析。
四、实验结果及分析：1. 测量数据的记录表格：电压（V）电流（A）转速（rpm）10 0.5 100020 1.0 200030 1.5 300040 2.0 400050 2.5 50002. 通过数据计算得到的电压常数Kv为200 rpm/V，转矩常数Kt为0.04 Nm/A；3. 在不同电压和负载下测量的功率随电压和负载增加而增加。
实验中我们观察到，当电压增加时，电动机的转速也随之增加。
这符合电压常数Kv的定义。
而转速的增加会带动机械负载的旋转，从而转矩也相应增加。
而转矩的增大会使得电流增加，因此电压和转矩之间的关系可以通过转矩常数Kt来表示。
实验结果进一步说明了直流电动机的工作原理，即通过外部直流电源提供电能，电枢在电磁场的作用下转动。
直流电机实验报告
直流电机实验报告直流电机实验报告引言直流电机是一种常见的电动机，其工作原理基于直流电流的流动。
本次实验旨在通过对直流电机的实际操作和观察，深入了解其结构、特性和应用。
实验装置和步骤实验所用的装置包括直流电机、电源、电流表、电压表和转速计。
实验步骤如下：1. 将直流电机与电源连接，确保电源的极性正确。
2. 将电流表和电压表分别连接到电机的电源端和负载端。
3. 打开电源，逐渐增加电流，记录电流表和电压表的读数。
4. 使用转速计测量电机的转速，并记录下来。
实验结果和分析通过实验，我们得到了电流表和电压表的读数以及电机的转速。
根据这些数据，我们可以分析直流电机的特性。
1. 电流和电压之间的关系我们可以观察到，随着电流的增加，电压也相应增加。
这是因为直流电机的电阻和电动势之间存在一定的关系，电流增加时，电机内部的电压降也会增加。
2. 转速和电压之间的关系我们还可以发现，随着电压的增加，电机的转速也增加。
这是因为电压的增加会导致电机受到更大的驱动力，从而加速转动。
3. 转速和负载之间的关系在实验中，我们可以通过改变负载来观察电机的转速变化。
当负载增加时，电机的转速会减小。
这是因为负载的增加会增加电机的负载转矩，使电机更难以转动。
应用领域和意义直流电机广泛应用于各个领域，包括工业、交通、家用电器等。
其主要应用包括：1. 工业自动化：直流电机可用于驱动机械设备，如输送带、机床等。
2. 交通运输：直流电机可用于汽车、电动自行车等交通工具的驱动系统。
3. 家用电器：直流电机可用于吸尘器、洗衣机等家用电器的驱动。
直流电机的实验研究对于深入了解其特性和应用具有重要意义。
通过实际操作和观察，我们可以更好地理解电机的工作原理和性能特点。
同时，对于电机的应用领域和改进也提供了一定的参考和指导。
结论通过本次实验，我们对直流电机的结构、特性和应用有了更深入的了解。
我们观察到了电流和电压、转速和电压、转速和负载之间的关系，并分析了这些关系的原因。
自动控制直流电机测速反馈控制实验
目录一、实验目的 (1)二、实验器材 (1)三、实验对象介绍 (1)四、实验思路 (1)五、实验过程 (2)六、实验结果 (7)七、出现问题及解决方案 (8)八、总结 (9)直流电动机转速控制实验一、实验目的1.掌握控制系统的结构框架和基本环节对系统的影响或作用2.建立数学建模的思想，学会用建模思想解决控制系统问题3.通过设计的测速闭环反馈控制系统让直流电动机达到理想和稳定的转速二、实验器材直流电动机、电路实验箱、电动机驱动模块、电源模块、导线若干三、实验对象介绍被控对象：电动机被控量：电动机的转速四、实验思路1、首先通过实验测定直流电动机转速模型的传递系数K 、时间常数T,以获得电机转速的传递函数1)(+=ΦTs K s 。
2.然后对未校正的直流电机转速控制系统建立数学模型。
3.最后添加校正环节到控制系统，使电机转速达到预定转速 电路直流电机控制系统模拟五、实验过程1.接线（1）电机：粗线（红、黑端）接输入驱动模块的out+和out-，细线（红、黑端）接测速反馈；（2）电源模块：输出端v+、com（提供24V电压）分别接电动机驱动模块的电源输入端BAT+、GND；（3）电动机驱动模块：S1端接地，S2端接控制信号；out+和out-为控制信号输出;EN、COM两端短接，控制其工作使能；（注：若输出信号为负，短接DIR和COM）。
2.获取电机转速的传递函数（1）电动机的传递函数为一阶系统，给控制系统加一个单位阶跃输入，测其输出响应。
但输出仿真波形中出现了大量高次噪声，所以需串联一个滤波环节。
（2）一阶积分环节具有滤除高频噪声的能力，同样二阶惯性环节也能滤除高频噪声，由于二阶惯性环节电路图比较复杂，所以选用一阶积分环节。
一阶环节的电路原理图如下：（3）加入滤波环节后再对其加单位阶跃输入，测得其输出响应波形为通过测试得到k=1.04,t=0.296，所以电机转速的传递函数为 1296.004.1)(+=Φs s 。
直流电机驱动控制实验
实验原理
直流电机的工作原理基于电磁感 应定律，通过磁场和电流的作用
力产生转矩，使电机转动。
控制器的功能是根据输入的信号 或指令，输出相应的电压或电流，
以改变电机的转速或方向。
驱动器的作用是将控制器输出的 信号转换为直流电机可以识别的 电压和电流，以驱动电机转动。
02
直流电机基础知识
直流电机简介
04
培养实验操作能力和分 析解决问题的能力。
实验设备
控制器
一个，用于控制直流电机的启 动、停止、调速和方向。
电源
一个，为直流电机和控制器提 供电源。
直流电机
一台，用于实验中的驱动对象。
驱动器
一个，用于将控制器发出的信 号转换为直流电机可以识别的 电压和电流。
测量仪表
若干，用于测量电机的电压、 电流、转速等参数。
连接电路
根据实验需求，正确连接电机、驱动器、控制器 和测量仪器。
启动与观察
启动电机，观察电机的实际表现，记录相关数据。
ABCD
设定参数
根据实验要求，设置电机的速度、方向、转矩等 参数，以及控制器的工作模式和参数。
调整与优化
根据实验结果，调整电机和控制器参数，优化电 机的性能表现。
数据记录与处理
数据记录
直流电机是一种将直流电能转 换为机械能的装置，广泛应用 于各种工业和民用领域。
直流电机主要由定子和转子两 部分组成，定子固定不动，转 子在定子内转动。
直流电机具有调速性能好、启 动转矩大、易于维护等优点。
直流电机的工作原理
直流电机通过磁场和电流的作用力实 现电能和机械能的转换。
通过改变电机的输入电压或电流，可 以调节电机的转速和转矩。
通过模拟电路搭建控制器，实现对电机的控制。这种方式简单、 成本低，但精度和稳定性较差。
PLC控制直流电机实验
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。
直流调速电机实验报告
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。
直流电机转速计算机控制实验结论
直流电机转速计算机控制实验结论
在本次实验中，我们通过计算机控制技术实现了对直流电机转速的有效调节。
实验结果表明，计算机控制技术在直流电机控制领域具有显著的优势和应用前景。
首先，通过实验数据的分析，我们发现计算机控制技术可以实现对直流电机转速的精确控制。
在实验过程中，我们通过改变输入的电压或电流，观察到了直流电机转速的相应变化。
这表明计算机控制技术可以快速、准确地响应指令，实现对电机转速的精细调节。
其次，计算机控制技术还具有灵活性高的优点。
在实验中，我们通过编写不同的控制程序，实现了对直流电机不同转速模式和响应时间的控制。
这使得计算机控制技术在不同的应用场景中具有广泛的应用前景。
此外，我们还发现计算机控制技术可以有效地提高直流电机的能效。
在实验中，我们通过优化控制算法，减少了电机的能耗并提高了其运行效率。
这为节能减排和可持续发展提供了重要的技术支持。
综上所述，直流电机转速计算机控制实验结果表明，计算机控制技术在直流电机控制领域具有广泛的应用前景和重要的价值。
未来，我们可以通过进一步研究和开发，实现更加高效、智能的电机控制系统，为工业自动化和智能制造的发展做出更大的贡献。
直流电机控制(PID)实验报告
s = speed1 % 100 / 10;
g = speed1 % 100 % 10;
sent(table[b]);
sent(table[s]);
sent(table[g]);
sent(0); sent(0);//预期值
sent(table[speedset/100]);
out=0;
uk1=uk;//为下一次增量做准备
e2=e1;
e1=e;
PWMTime=out; //out对应于PWM高电平的时间
return(0);
}
void PWMOUT()
{
//PWM=1;
if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间，则输出高电平
PWM=1;
else//否则输出低电平
三、仪器及原理图
实验仪器：THKL-C51仿真器
四、实验代码
%增量式
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ufloat unsigned float
sbit PWM=P1^2;
sbit DIN=P1^0;
sbit CLK=P1^1;
uint num;
float count=0;
uint cnt,n=0;
uint out;
uint PWMTime;
uchar code table[] = { 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x7B,0x71,0x00,0x40 };
科学电机小实验报告
一、实验目的1. 了解直流电机的基本原理和工作方式。
2. 掌握PWM波控制直流电机转速的方法。
3. 学会使用Verilog语言设计直流电机控制电路。
4. 提高动手能力和团队合作精神。
二、实验原理直流电机驱动电路采用H桥电路，通过PWM波调节电机转速。
当PWM1为高电平时，PWM2为低电平时，电机正转；当PWM1为低电平时，PWM2为高电平时，电机反转。
电机速度与PWM的占空比成正比。
三、实验设备1. PC机2. FPGA实验开发系统3. USB-Blaster下载电缆4. 直流电机5. 电源6. 测量仪器四、实验步骤1. 启动Quartus II，创建一个空白工程，选择Altera公司的Cyclone系列EP2C8Q240C8芯片。
2. 新建一个Schematic File文件，命名为moto.bdf。
3. 创建3个Verilog HDL File文件，分别命名为divclk.v，pwmlogic.v，mototest.v。
4. 输入程序代码并保存，进行综合编译。
5. 连接USB-Blaster下载电缆到PC机和EDA实验箱，下载程序到FPGA器件。
6. 接通电源，观察直流电机运行情况。
7. 调整PWM占空比，观察电机转速变化。
8. 画出电路图，记录实验数据。
五、实验结果与分析1. 实验现象：通过调整PWM占空比，可以控制直流电机的转速。
当PWM占空比为100%时，电机以最高速度运行；当PWM占空比为0%时，电机停止转动。
2. 结果分析：实验结果表明，PWM波可以有效地控制直流电机的转速。
通过改变PWM波的占空比，可以实现对电机转速的精确控制。
六、实验讨论1. 在实验过程中，发现FPGA实验开发系统在运行过程中存在一定的热量产生，需要注意散热问题。
2. 实验过程中，PWM波频率的选择对电机转速的控制效果有一定影响。
频率越高，电机转速越快，但过高的频率可能导致电机发热严重。
3. 在设计直流电机控制电路时，需要注意电路的稳定性和可靠性。
直流电机控制实验
实验一直流、步进电机综合控制系统设计一、实验目的1.初步熟悉实验GPIO口的初始化设置，并熟悉实验箱各个模块的功能2.掌握步进机的控制原理及利用延时脉冲来改变步进电机速度3.掌握直流电机的控制原理及利用pwm占空比控制来改变速度4.学习IIC总线读取和写数据原理，并掌握对CAT1025 E2PROOM操作方法5.学会控制数码管的显示UART串口函数，并初步掌握中断处理函数的写法二、实验要求以MagicARM2410为实验平台，设计一个通过串口通信交互控制的综合型控制系统。
具体来说，可在启动时，自动列出一些选项，通过键盘选择某个选项而实现其功能；考虑到实时性，再按某个控制键能立刻停止当前功能而回到初始的待选状态。
具体功能要求如下：1.实现四个LED灯按照十六进制的规则依次亮灭；2.在超级终端上输入两个两位数，实现两位数的加减乘除并显示运算结果；3.显示当前的年月日、星期、时分秒；4.实现步进电机的调速和正反转；可用旋转按钮W1或按键控制调速，在超级终端和数码管上同步显示其正反转和转速信息；三、实验基本原理1.S3C 2410A具有117个通用I/O口，分为A—H等8个端口，由于每个I/O口都有第2功能，甚至第3功能，所以需要通过设置GPxCON 寄存器来选择GPx口I/O口功能，其中x可以为A、B、C、D、E、F、G表示相应的I/O端口。
当I/O口设置为GPIO输出模式（Output模式）时，可以通过写GPxDAT 控制相应I/O口输出高电平或低电平，GPxDAT为1的位对应I/O输出高电平，为0的位对应输出低电平。
2.工程模板中包含有串口软件包UART.C，用户可以调用相应的接口函数】进行串口数据发送和接收，串口的波特率需要在config.h文件中进行设置，本实验使用默认的115200波特率。
对串口进行初始化时，首先要设置相应I/O口为TXD0，TRD0功能引脚，然后通过ULCON0来设置通讯波特率。
最新实验三、电机控制实验报告
最新实验三、电机控制实验报告实验目的：1. 理解并掌握电机控制系统的基本原理。
2. 学习电机启动、停止、正反转控制的方法。
3. 熟悉电机保护环节的设置和作用。
4. 掌握电机速度控制和位置控制的实验技能。
实验设备：1. 直流电机或交流电机。
2. 电机驱动器。
3. 控制电路板。
4. 电源。
5. 测量仪器（如电压表、电流表、转速表等）。
6. 连接导线和必要的保护元件。
实验原理：电机控制系统通常由控制单元、驱动单元和执行单元组成。
控制单元负责发出控制指令，驱动单元将控制信号转换为电机所需的电信号，执行单元即电机本身，根据电信号进行相应的动作。
本实验中，我们将通过改变控制信号来实现对电机的基本控制。
实验步骤：1. 准备工作：检查所有设备是否完好，确保电源电压符合要求。
2. 连接电路：按照实验指导书的电路图连接电机控制电路。
3. 启动电机：打开电源，逐步增加电机的供电电压，观察电机启动情况。
4. 正反转控制：切换控制信号，使电机实现正反转，并记录转速。
5. 速度控制：调整控制参数，改变电机转速，并记录不同速度下的电机表现。
6. 位置控制：设置电机转动角度，实现位置控制，并检查控制精度。
7. 保护环节测试：模拟电机过载、堵转等异常情况，验证保护环节的有效性。
8. 数据记录与分析：记录实验数据，分析电机控制效果，总结实验中的问题和改进措施。
实验结果：1. 电机启动和停止过程平稳，无异常噪声。
2. 正反转控制响应迅速，电机转动方向准确。
3. 速度控制实验中，电机转速能够在设定范围内精确调节。
4. 位置控制实验显示电机转动角度准确，误差在允许范围内。
5. 保护环节在模拟异常情况下能够及时动作，保护电机不受损害。
实验结论：通过本次实验，我们成功实现了对电机的基本控制操作，包括启动、停止、正反转、速度控制和位置控制。
实验结果表明，所设计的电机控制系统性能稳定，控制效果良好，满足实验要求。
同时，电机的保护环节能够有效地在异常情况下保护电机，确保系统的安全运行。
直流电动机开环控制系统实训报告
直流电动机开环控制系统实训报告
本次实训主要学习了直流电动机开环控制系统的基础知识和实验操作，通过实验过程，进一步了解了直流电动机的基本原理和其控制方法。
首先，我们了解了直流电动机的工作原理和结构，以及相应的参数和
公式计算方法。
通过实验测定了电机的空载和负载特性，掌握了电机转速、电压、电流之间的关系。
然后，我们学习了直流电机的开环控制系统原理
和分类，并实际操作了基于电阻调速和电压调速的两种控制方法，以及对
应的电路和控制手段。
在实验中，我们通过改变电机电源电压、串联不同
阻值的电阻，或者调节电位器，分析了电机转速和电流的变化趋势，验证
了不同载荷情况下电机的稳定性和输出特性。
在实验中，我们还学习了PID控制算法的应用，并通过构建PID控制
系统，实现直流电机速度的精确控制和自动调节。
在实验过程中，我们按
照实验要求，调整了PID参数和控制量，观察系统的响应速度、稳态误差
和稳定性等性能指标，调整最优PID参数，使电机速度实现最佳控制。
通过此次实验，我深刻了解了直流电机的基本原理和控制方法，掌握
了开环控制系统的设计和调试方法，从而提高了自己的实验操作能力和实
践经验，为日后电机控制和应用提供了雏形基础，具有重要的理论和实际
应用价值。
直流电机调速_实训报告
一、引言直流电机因其结构简单、运行可靠、调速方便等优点，广泛应用于各种工业和家用电器中。
为了更好地掌握直流电机的调速原理和实现方法，我们进行了直流电机调速实训。
本报告将详细介绍实训过程、实验结果及分析。
二、实训目的1. 理解直流电机的调速原理和实现方法；2. 掌握直流电机调速电路的设计与搭建；3. 学会使用示波器、万用表等仪器对电路进行测试和分析；4. 提高动手实践能力和工程意识。
三、实训内容1. 直流电机调速原理直流电机调速主要采用调压、调阻和PWM调制三种方法。
本实训采用调压方法，通过改变输入电压来控制电机的转速。
2. 直流电机调速电路设计（1）电路组成：电源、直流电机、调速电路、负载、保护电路等。
（2）调速电路设计：采用继电器和电位器组成的分压电路，通过改变电位器阻值来调整输入电压。
3. 仪器使用（1）示波器：用于观察电压、电流等信号波形。
（2）万用表：用于测量电压、电流、电阻等参数。
四、实训步骤1. 搭建直流电机调速电路。
2. 连接电源，启动电机。
3. 调整电位器，观察电机转速变化。
4. 使用示波器观察电压、电流等信号波形。
5. 使用万用表测量电压、电流、电阻等参数。
6. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）输入电压：0V、2V、4V、6V、8V。
（2）电机转速：0r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min。
（3）电流：0A、1A、2A、3A、4A。
2. 实验结果分析（1）电机转速与输入电压的关系：随着输入电压的增加，电机转速逐渐升高。
（2）电流与输入电压的关系：随着输入电压的增加，电流逐渐增大。
（3）电机转速与电流的关系：电机转速与电流成正比。
六、结论1. 通过本次实训，我们掌握了直流电机调速原理和实现方法。
2. 通过搭建直流电机调速电路，实现了对电机转速的调节。
3. 通过使用示波器和万用表等仪器，我们对电路进行了测试和分析，验证了实验结果的准确性。
实验五小直流电机转速控制
实验五 小直流电机转速控制一、实验目的1．进一步掌握DAC0832的性能及编程应用。
2．了解直流电机的调速方法。
二、实验内容1．直流电机调速的原理利用DAC0832输出一串脉冲，经放大后驱动直流电机，利用开关控制改变输出脉冲的电平及持续时间，达到使电机加速、减速的目的。
小直流电机的转速是由输出脉冲的占空比来决定的，正向点空比越大转速越快；反之越慢。
电机转速与占空比关系如图5-1。
5-1 电机转速与占空比关系图本实验中，模拟量输出Ub 为双极性，当输入数字量小于80H 时输出为负，输入等于80H 时为0V ，输入80H 时输出为正。
因此，实验中DAC0832输入数字量只有2个（80H 和FFH ），通过不同的延迟时间达到改变小电机转速的目的。
2．硬件电路图 硬件电路图如图5-2。
图5-2 小直流电机转速控制电路图5V5V快转慢转图5-3 直流电机转速控制框3．硬件连线按图5-2连接线路。
DAC0832的CS接290H~297H，Ub接DJ插孔，实验盒上直流电机插头接实验台上的J6。
8255的CS接288H~28FH。
4．编程提示（1）程序框图程序框图如图5-56。
（2）参考程序程序清单：ZLDJ.ASMPORT1 EQU 290HPORT2 EQU 28BHPORT3 EQU 28AHDA TA SEGMENTBUF1 DW?BUF2 DW?DA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS：CODESTART：MOV DX，PORT2MOV AL，8BHOUT DX，AL ；8255C口输入LLL：MOV AL，80HMOV DX，PORT1OUT DX，AL ；D/A输出MOV AH，1INT 16HJE INTK ；有无键按下MOV AH，4CHINT 21H；INTK：MOV DX，PORT3IN AL，DX ；读开关状态TEST AL，01HJNZ K0TEST AL，02HJNZ K1TEST AL，04HJNZ K2TEST AL，08HJNZ K3TEST AL，10HJNZ K4TEST AL，20HJNZ K5JMP LLLK0：MOV BUF1，0400HMOV BUF2，0330H ；置延时常数DELAY：MOV CX，BUF1DELAY1：LOOP DELAY1MOV AL，0FFH ；D/A输入5VMOV DX，PORT1OUT DX，ALMOV CX，BUF2DELAY2：LOOP DELAY2JMP LLLK1：MOV BUF1，0400HMOV BUF2，0400HJMP DELAYK2：MOV BUF1，0400HMOV BUF2，0500HJMP DELAYK3：MOV BUF1，0400HMOV BUF2，0600HJMP DELAYK4：MOV BUF1，0400HMOV BUF2，0700HJMP DELAYK5：MOV BUF1，0400HMOV BUF2，0800HJMP DELAYCODE ENDSEND START。
电机直流实验报告
一、实验目的1. 了解直流电机的结构和工作原理。
2. 掌握直流电机的特性曲线及其测量方法。
3. 学习直流电机的启动、调速和控制方法。
4. 分析直流电机的运行状态，提高电机控制能力。
二、实验器材1. 直流电机：DJ13型，额定电压200V，额定电流0.5A，额定功率100W。
2. 直流电源：可调电压，最大输出电压300V。
3. 电阻箱：可调电阻，最大阻值100Ω。
4. 电流表：量程0-10A，精度0.5级。
5. 电压表：量程0-300V，精度0.5级。
6. 测功机：用于测量电机输出转矩。
7. 计时器：用于测量电机启动时间。
三、实验原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的电机。
其基本结构包括定子、转子和电刷。
当直流电通过电刷和转子绕组时，会产生磁场，从而驱动转子旋转。
四、实验步骤1. 测量电机空载特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为空载状态。
（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速和励磁电流。
（3）绘制空载特性曲线。
2. 测量电机外特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为额定负载。
（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速、励磁电流和电机输出转矩。
（3）绘制外特性曲线。
3. 测量电机调节特性：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为额定负载。
（2）调节直流电源电压，从低到高逐渐增加，记录不同电压下的转速、励磁电流和电机输出功率。
（3）绘制调节特性曲线。
4. 测量电机启动时间：（1）将直流电机接入电路，调节电阻箱，使电机负载为空载状态。
（2）接通直流电源，记录电机启动时间。
五、实验结果与分析1. 空载特性曲线：从空载特性曲线可以看出，当电压一定时，电机转速随励磁电流的增加而增大。
当励磁电流达到一定值时，电机转速趋于稳定。
2. 外特性曲线：从外特性曲线可以看出，当负载一定时，电机转速随电压的增加而增大。
当电压一定时，电机转速随负载的增加而减小。
直流电动机的实验报告
一、实验目的1. 了解直流电动机的工作原理和结构；2. 掌握直流电动机的工作特性和机械特性；3. 学习直流电动机的调速方法；4. 熟悉实验仪器的使用方法。
二、实验原理直流电动机是将直流电能转换为机械能的装置，其工作原理是利用电磁感应原理。
当直流电流通过电动机的电枢绕组时，产生磁场，与永磁体或电磁铁的磁场相互作用，从而产生力矩，使电枢旋转。
直流电动机的工作特性包括转速特性、转矩特性、功率特性等。
转速特性是指在一定负载下，电动机转速与输入电压之间的关系；转矩特性是指在一定电压下，电动机转矩与负载之间的关系；功率特性是指在一定负载下，电动机功率与输入电压之间的关系。
直流电动机的调速方法有电压调速、电流调速、磁场调速等。
电压调速是通过改变电枢电压来改变电动机转速；电流调速是通过改变电枢电流来改变电动机转速；磁场调速是通过改变磁场强度来改变电动机转速。
三、实验仪器与设备1. 直流电动机；2. 直流电源；3. 测功机；4. 转速表；5. 电流表；6. 电压表；7. 电阻箱；8. 实验台。
四、实验步骤1. 接线：按照实验电路图连接好实验装置，确保连接正确、牢固。
2. 测量空载转速：将直流电源调至一定电压，使电动机空载运行，记录转速表读数。
3. 测量负载转速：在电动机轴上加载一定的负载，记录转速表读数。
4. 测量电压、电流、转矩：记录电动机运行时的电压、电流、转矩数值。
5. 改变电枢电压：调整直流电源电压，观察电动机转速、转矩的变化。
6. 改变负载：调整负载，观察电动机转速、转矩的变化。
7. 改变励磁电流：调整励磁电流，观察电动机转速、转矩的变化。
五、实验数据与分析1. 空载转速：实验测得空载转速为n1，理论计算转速为n2，误差为Δn = n2 - n1。
2. 负载转速：实验测得负载转速为n3，理论计算转速为n4，误差为Δn = n4 - n3。
3. 电压、电流、转矩：实验测得电压为U，电流为I，转矩为T。
4. 改变电枢电压：调整电压后，测得转速为n5，转矩为T5。
直流电机实验
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。
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2．PWM TIMER 原理
• 当时钟被使能后，定时器计数缓冲寄存器（TCNTBn）把计数初值 下载到递减计数器中。定时器比较缓冲寄存器（TCMPBn）把其初 始值下载到比较寄存器中，并将该值和递减计数器的值进行比较。 这种基于TCNTBn 和TCMPBn 的双缓冲特性使定时器在频率和占 空比变化时产生稳定的输出。 • 每个定时器都有一个专用的由定时器时钟驱动的16 位递减计数器。 当递减计数器的计数值达到0 的时，就会产生定时器中断请求来通 知CPU 定时器操作完成。当定时器递减计数器达到0 的时候相应的 TCNTBn 的值会自动重载到递减计数器中以继续下次操作。然而， 如果定时器停止了，比如在定时器运行时清除TCON 中的定时器使 能位，TCNTBn 的值不会被重载到递减计数器中。
12
寄存器名称
地址
R/W
描述
初始值
TCFG0
0X51000x0
TCFG0 保留 死区长度 预定标器1 预定标器0
位 31:24 23:16 15:8 7:0
描述 这8位决定死区长度，一个死区长度的单 位时间等于定时器0的单位时间长度 决定定时器2，3，4的预定标器值 决定定时器0和1的预定标器值
4
2．PWM TIMER 原理
• S3C2410 有5 个16 位定时器，其中定时器0、定时器1、 定时器2 与定时器3 具有脉冲宽度调制（PWM）功能， 定时器4 仅供内部定时而没有输出引脚。定时器0 具有死 区生成器，可以控制大电流设备。
• 定时器0 与定时器1 共用一个8bit 预分频器，定时器2、 定时器3 与定时器4 共用另一个8bit预分频器，每个定时 器都有一个时钟分频器，时钟分频器有5 种分频输出 （1/2，1/4，1/8，1/16和外部时钟TCLK）。每个定时器 都从时钟分频器接收时钟信号，时钟分频器从相应的8bit 预分频器接收时钟信号。可编程8bit 预分频器根据存储 在TCFG0 和TCFG1 中的数据对PCLK 进行分频。
直流电机控制实验
1
10. 2 直流电机控制实验
• • • • • 10. 2. 1 实验目的 通过实验了解四型箱直流电机模块的工作原理； 通过实验掌握对直流电机模块的控制方法。 10. 2. 2 实验设备 硬件：EduKit-IV 嵌入式教学实验平台、 Mini2410 核心子板、PC 机； • 软件：Windows 2000/NT/XP、Ubuntu 8.04、 其他嵌入式软件包。
2
10. 2. 3 实验内容 • 10. 2. 3 实验内容
• 编写EduKit-IV实验箱 Linux 操作系统下直流电机的驱动， 并在此基础上编写应用程序，控制直流电机转动。
3
10. 2. 4 实验原理
• 脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的 缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模 拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量， 通信，功率控制与变换等许多领域。PWM 控制是通过改变脉 冲信号的占空比来达到控制目的，也即脉冲信号（方波）的 幅度与频率不变，只是脉冲的宽度发生变化。
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5．定时器操作示例
图10-2-3 定时器操作示例
10
脉宽调制
图5、脉宽调制示意
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6．PWM TIMER 控制寄存器
• 定时器输入时钟频率（TCLK）＝PCLK/（预分频值＋1） /分频器分频值。预分频值＝0－255。分频器的分频值为 2、4、8、16。 • PWM 输出时钟频率＝ 定时器输入时钟频率TCLK / 定时 器计数缓冲寄存器值TCNTBn • PWM 输出信号的占空比＝定时器比较缓冲寄存器值 TCMPBn/TCNTBn 定时器计数缓冲寄存器值 说明：定时器比较缓冲寄存器值越大，PWM输出信号的 占空比越大，高电平宽度越大。 • PWM TIMER 控制寄存器参见Word文档
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4．定时器的初始化
当递减计数器的值达到0 时会发生定时器自动重载操作，所以TCNTn 的初始值必须由用户提前定义好，在这种情况下就需要通过手动更新位 重载初始值。以下几个步骤给出如何启动定时器： 1）向TCNTBn 和TCMPBn 写入初始值。 2）置位相应定时器的手动更新位，不管是否使用反转功能，推荐设置 反转位。 3）置位相应定时器的启动位启动定时器，清除手动更新位。 如果定时器被强制停止，TCNTn 保持原来的值而不从TCNTBn 重载值。 如果要设置一个新的值，必须执行手动更新操作。 • 注：只要TOUT 的反转位改变，不管定时器是否处于运行状态， TOUT 都会相应的改变，因此通常同时配置手动更新位和反转位。
初始值 0x0 0x0 0x0 0x0
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1．硬件原理图
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电机运行逻辑关系
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电机
光电控制的 开关器件
图10-2-1 直流电机模块图
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直流电机模块与主板的连接图
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2．PWM TIMER 原理
• TCMPBn 的值用于脉冲宽度调制（PWM）。当 定时器的递减计数器的值和比较寄存器的值相匹 配的时候，定时器控制逻辑将改变输出电平。因 此，比较寄存器决定了PWM 输出的（开关时间） 高电平时间（或者低电平时间）。
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3．自动重载与双缓冲
图10-2-2 双缓冲功能举例