[VIP专享]直流伺服电机实验报告
“直流伺服电机的建模与性能分析” 实验指导书 - 开放型实验管理系统
开放型实验“直流伺服电机的建模与性能分析”实验指导书一、实验目的1. 了解机理法、实验法建模的基本步骤；2. 会用实验法建立直流伺服电机的数学模型；3. 掌握控制系统稳定性分析的基本方法；二、实验要求1. 采用实验法建立直流伺服电机的数学模型；2. 分析直流伺服电机的稳定性，并在MATLAB 中仿真验证；三、实验设备1. GSMT2014 型直流伺服系统控制平台；2. PC、MATLAB 平台；四、直流伺服系统控制平台简介实际GSMT2014型直流伺服系统控制平台如图1.1所示。
该平台所使用的直流电机的额定电压为26V，额定功率为70W，最高转速为3000r/min，电机的编码器为1000p/r。
图1.1 GSMT2014型直流伺服系统控制平台GSTM2014实验平台是基于双电机高性能运动控制器GT400和智能伺服驱动器的直流伺服电机控制系统，由于GSMT2014平台增加了高性能的GT2014运动控制器，可以在MATLAB/simulink软件下完成实时控制实验掌握通过实验数据来建立系统的数学模型的实验方法，以及现代控制理论的状态反馈法。
五、实验原理系统的建模方法主要分为机理法和实验法。
1．机理法建立直流伺服电机数学模型采用机理法建立系统模型，需要深入理解系统内部的各个部分之间的关系，可以通过简化模型原理图得出，直流伺服电机的简化模型原理图如图1.2所示。
图1.2 直流电机的等效电路a U ——定义为电枢电压（伏特）b U ——定义为反电动势（伏特）a I ——定义为电枢电流（安倍）a R ——定义为电枢电阻（欧姆）a L ——定义为电枢电感（亨利）m T ——定义为电机产生的转矩（牛顿·米）c T ——定义为系统的干扰力矩（牛顿·米）m J ——定义为负载的等效转动惯量（千克·米²）结合直流伺服机的等效电路模型可以得出：（1）电枢电压方程： dt t di La t i a a )()(R t U -t U a b a +=）（）（（1-1） （2）电动机的转矩：a m kI T =（1-2） 式中:k ——电动机的转矩常数（3）电动机的反电动势：n b w K =b U（1-3） 式中：b K ——反电动势常数（4）转矩平衡方程： c m T dt d J +=22m T θ（1-4）当改变电动机的电枢电压时，根据（1-1）、（1-2）、（1-3）、（1-4）式可以得出直流电动机的动态微分方程为： c f a c e T K U K t n dtt dn dt t n d -=++)()()(m 22m τττ （1-5） 其中：ετ——电磁时间常数； f K ——机械特性斜率；m τ——机械时间常数； c K ——转速常数；)(t n ——电机转速。
伺服电机开环实验报告
实验一伺服电机开环控制1. 实验简介此程序实现的是控制交流伺服电机转速的功能。
通过此程序可以掌握如下几点：A.如何控制电机定子磁场的角度和幅度（通过SVPWM模块）。
控制伺服电机，程序的功能就是如何去产生和控制电机定子磁场的角度和幅度，能输出任意角度和幅度的定子磁场，就有了控制电机的基础。
B.如何通过编码器得到电机的转子位置。
电机编码器输出的是ABZ三相信号，DSP内部自带有编码器信号接口模块QEP模块。
通过配置此模块，可以将外部的AB信号进行计数，当前的计数值除以一圈的脉冲数就是转子当前的角度。
得到转子当前的角度才能去控制电机定子磁场的角度。
C.如何缓冲外部输入信号。
用户设置的输出，可能一下从0到一个很大的值，这样电机一下就得到一个很高的电压，而此时电机并没有转起来，没有反电势，此时电流就会很大，达不到软启动的效果。
次程序通过一个斜坡函数”Rmp_cntl”模块，将输入信号进行缓冲，达到软启动的效果。
D.如何通过测得的转子位置运算成当前的速度。
程序中通过一个固定的时间间隔1ms，测两次转子的位置，两次转子位置的差除以时间，就能得到当前的速度。
现在简单介绍下伺服电机运行的原理，电机产生输出力是转子磁场和定子磁场作用的结果。
要让电机旋转，就要让定子磁场在空间上超前或滞后转子磁场90°，这样输出的力都是用来做机械功率。
这个方向的力就是QS。
如果超前的不是90°，而是其他角度，这个角度可以分解成一个垂直转子磁场，和平行转子磁场的力。
垂直的产生力的输出，平行的就能强化或弱化转子磁场。
一般情况是只输出垂直转子磁场的力，这样发热最小，效率最高。
2. 程序框图此程序实现的是交流伺服电机的开环调速。
通过显示板设定输出占空比，占空比信号输入给”Rmp_cntl”模块（此模块产生斜坡函数，输出需要再一定时间内线性加大或减小逐步达到输入，这样可以消除输入突变产生的抖动），模块的输出再作为”Ipark”模块Qs的输入。
伺服电机实验报告心得
伺服电机实验报告心得引言伺服电机是一种能够实现精确定位和控制运动的电机。
在实验中，我们通过搭建电路和编写程序来实现对伺服电机的控制。
本次实验的目标是掌握伺服电机的原理和控制方法，并利用所学知识完成一个简单的控制项目。
实验步骤和内容1. 电路搭建：首先，我们根据提供的电路图搭建了一个控制伺服电机的电路。
电路中主要包括电源、伺服电机和控制信号。
2. 程序编写：接着，我们使用Arduino编写了控制伺服电机的程序。
程序的主要任务是生成一个PWM（脉冲宽度调制）信号，并通过该信号控制伺服电机的转动。
我们通过改变脉冲宽度的值来控制伺服电机转动的角度。
3. 实验调试：在搭建好电路并编写好程序后，我们进行了实验调试。
通过改变脉冲宽度的值来控制伺服电机转动，观察伺服电机的转动情况，并调整程序中的参数，使伺服电机能够按照预期的方式运行。
4. 控制项目：最后，我们根据实验要求完成了一个简单的控制项目。
我们利用伺服电机控制一个小车的转向，通过改变伺服电机的转动角度来改变小车的行驶方向。
心得体会通过这次实验，我有以下几点心得体会：1. 对伺服电机的原理有了更深的了解：在实验中，我学习到了伺服电机的工作原理和控制方法。
伺服电机是通过控制脉冲宽度来控制转动角度的，控制信号的频率和脉冲宽度会影响伺服电机的转速和精度。
2. 对电路搭建和调试有了实践经验：在实验中，我需要根据提供的电路图来搭建电路，并和程序进行配合，实现对伺服电机的控制。
通过实际操作和调试，我对电路的搭建和调试有了一定的经验。
3. 增强了编写程序的能力：在实验中，我需要使用Arduino编写程序来实现对伺服电机的控制。
通过编写程序，我掌握了一些基本的编程技巧和调试方法，提高了自己的编程能力。
4. 培养了团队合作意识：在实验中，我们需要和队友一起进行实验调试和项目完成。
通过与队友的合作，我学会了与他人进行有效的沟通和协作，培养了团队合作意识。
总结通过本次实验，我对伺服电机的原理和控制方法有了更深的了解，并通过实践掌握了一定的电路搭建和编程技巧。
直流伺服电机实验报告材料
实验六 直流伺服电机实验一、实验设备及仪器 被测电机铭牌参数：P N =185W ，U N =220V ，I N =1.1A ， 使用设备规格(编号)：1．MEL 系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I 、MEL-IIA 、B ）； 2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）； 3．直流并励电动机M03（作直流伺服电机）；4．220V 直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）； 5．三相可调电阻900Ω（MEL-03）； 6．三相可调电阻90Ω（MEL-04）；7．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）；二、实验目的1．通过实验测出直流伺服电动机的参数r a 、e κ、T κ。
2．掌握直流伺服电动机的机械特性和调节特性的测量方法。
三、实验项目1．用伏安法测出直流伺服电动机的电枢绕组电阻r a 。
2．保持U f=U fN=220V，分别测取U a =220V及U a＝110V的机械特性n=f(T)。
3．保持U f=U fN=220V，分别测取T2＝0.8N.m及T2＝0的调节特性n=f(Ua)。
4．测直流伺服电动机的机电时间常数。
四、实验说明及操作步骤1．用伏安法测电枢的直流电阻Ra取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=3132a a a R R R ++。
表中Ra=（R a1+R a2+R a3）/3; R aref =Ra*a ref θ++235235（3）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。
按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：R aref =Raaref θθ++235235式中R aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。
（Ω） R a ——电枢绕组的实际冷态电阻。
（Ω）θref ——基准工作温度，对于E 级绝缘为75℃。
θa ——实际冷态时电枢绕组的温度。
（℃）2．测直流伺服电动机的机械特性I S：电流源，位于MEL-13，由“转矩设定”电位器进行调节。
直流伺服电机实验报告_3
直流电机的特性测试一、实验要求在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性（空载）和动态特性, 其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数, 根据测试结果拟合转速—转矩特性（机械特性）, 并以X轴为电流, 拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性, 绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线, 即绘制电机综合特性曲线。
然后在空载情况下测试电机的调速特性, 即最低稳定转速和额定电压下的最高转速, 即调速特性；最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。
二、实验原理图三、实验操作步骤1.测量直流电机的机械特性和动态特性①首先将负载旋钮逆时针拧至最小, 然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压和电枢电流信号引出, 分别接至计算机的采集数据端口上, 打开计算机中的测试软件, 进入测试界面, 设定每个通道的测量范围。
②系统上电。
③用计算机给定电机的电枢电压信号, 逐渐增加负载（顺时针转动负载旋钮）, 选择记录下此过程中的20组数据, 每组数据包括测量电枢电压、测量电枢电流、电机转速和电磁转矩值。
④计算机停止给定电机的电枢电压信号, 系统电源关闭。
2.测量直流电机的调速特性本实验要求测量的是空载下的调速特性, 测量额定电压下的最高转速和最低稳定转速。
步骤如下:①首先将负载旋钮逆时针拧至最小, 然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压信号引出, 接至计算机的采集数据端口上, 打开计算机中的测试软件, 进入测试界面, 设定通道的测量范围。
②利用式（1-7）计算电机额定电压（3V）对应的测量电压值, 为5.16V。
电机实际电压=（前面板测量电压-0.76）*2.75-0.1③系统上电。
④不断改变计算机输出的电机电压信号, 直至测量电压信号的值为5.16V。
记录下此时的转速值, 即为额定电压下的最高稳定转速。
⑤不断减小计算机输出地电机电压信号, 观察转速逐渐减小和稳定的情况, 记录下最低稳定转速值。
直流伺服电动机实验报告1
淄博职业技术学院控制电机实验报告XX学院___年级 XX班姓名________学号_________同组人__________实验日期________年_____月____日温度________ 湿度________ 实验一直流伺服电动机电枢电阻的测量一、实验目的1、通过实验测出直流伺服电动机的参数ra、Ke、KT。
2、掌握直流伺服电动机的机械特性二、实验项目1、测直流伺服电动机的电枢电阻。
三、实验方法1、实验设备：2、用伏安法测直流伺服电动机电枢的直流电阻（1）用伏安法测直流伺服电动机电枢的直流电阻按图1接线，电阻选用2.2K 100W 的变阻器。
电流表的量程选用2A ，电源选用直流电机专用电源上的电枢电源。
图.1 测电枢绕组直流电阻接线图(2) 经检查无误后接通电枢电源，并调至220V ，合上开关S ，调节R 使电枢电流达到0.2A ，迅速测取电机电枢两端电压U 和电流I ，再将电机轴分别旋转三分之一周和三分之二周。
同样测取U 、I ，记录于表1-1中，取三次的平均值作为实际冷态电阻。
(3)计算基准工作温度时的电枢电阻由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温，按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值。
aref aaref R R θθ++=235235式中： Raref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻，（Ω）Ra ——电枢绕组的实际冷态电阻，（Ω） θref——基准工作温度，对于E 级绝缘为75℃ θa——实际冷态时电枢绕组温度，（℃） 四、实验报告1、由实验数据求得电机参数：R aref 、K e 、K TR aref ——直流伺服电动机的电枢电阻 ——电势常数——转矩常数五、实验心得通过本次试验加深了对直流伺服电动机的理解， 六、思考题1、若直流伺服电动机正（反）转速有差别，试分析其原因？（1）“零飘”，零点不是绝对零点，要调节零飘点，接近于0位置，正反转就基本一致了 （2）因为可控硅制造工艺和参数问题，实际上反转跟正传的电流环并不一致eT aNe K K n U K π300==。
直流电机伺服系统实验报告
直流电机伺服系统实验报告目录直流电机伺服系统实验报告 (1)实验一、MATLAB仿真实验 (2)1.直流电机的阶跃响应 (2)2.直流电机的速度闭环控制 (2)3.直流电机的位置闭环控制 (7)实验二、直流电机调速系统 (11)1.反馈增益调节 (12)2.抗扰动能力对比 (12)3.比例调节下的特性测试与控制参数优化 (13)4.比例积分调节下的特性测试与控制参数优化 (15)5.测试速度环的速度误差系数(选做) (18)6.思考题 (19)实验三、直流电机位置伺服系统 (20)1.测试位置环的速度误差系数 (20)2.位置环采用比例控制器时的特性 (20)3.位置环采用PI 控制器时的动态特性 (23)4.测试工作台位移与输入电压的静特性 (24)5.思考题 (24)实验总结 (27)实验一、 MATLAB 仿真实验1.直流电机的阶跃响应如下图，对直流电机输入一个阶跃信号，画出阶跃响应曲线，指出主导极点。
利用Simulink 仿真搭建模型：实验结果 阶跃响应曲线两个极点是1210,10000s s =-=-，其中主导极点是110s =-。
2. 直流电机的速度闭环控制如下图，用测速发电机检测直流电机转速，用控制器Gc(s)控制加到电机电枢上的电压。
(1)假设()100c G s =，用Matlab 画出控制系统开环Bode 图，计算增益剪切频率、相位裕量、相位剪切频率、增益裕量：当()100c G s =时，改为单位负反馈，开环传递函数：100()(0.11)(0.0011)(0.00011)G s s s s =+++绘制系统开环Bode 图：利用margin 函数，得到：增益剪切频率784.3434/c rad s ω=，相位裕量48.1370γ=，相位剪切频率3179.7/rad s πω-=，增益裕量11.1214g K =。
(2)通过分析Bode 图，选择合适的常数P K 作为()c G s ，使闭环阶跃响应的最大超调量在0~5%之间：超调量(%)100(1sin )5p M γ≈--，降低最大超调量需要适当提高相位裕量γ，反解得到γ的取值为：64.2°<γ<71.8°这就需要减小p K （但是快速性将降低，稳态误差将增大）。
直流伺服调速系统实验报告
师范学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验（1）项目名称：直流电机智能伺服控制器基本控制实验1.实验项目名称直流电机智能伺服控制器基本控制实验2.实验目的和要求熟悉智能伺服运动控制器的原理和使用方法，掌握基本的电机控制原理，电流环，速度环和位置环的参数调节3.实验原理伺服系统在机电设备中具有重要的地位，高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动。
随着技术的进步和整个工业的不断发展，伺服驱动技术也取得了极大的进步，伺服系统已进入全数字化的时代。
智能伺服运动控制器的总体结构如下图所示；Motion Studio是智能伺服控制器的开发环境，是一款基于Windows环境的高性能可视化软件，用于开发包含有Technosoft智能伺服驱动的运动解决方案，它容许您配置一个运动系统，包括运动系统元素定义和控制器参数测定，利用高级集成工具设计运动程序，它可以自动生成TML代码，深层代码开发工具容许进一步的编辑和直接编译、连接、产生执行代码并送到IPM驱动器，最后，先进的图形显示工具：如数据记录、控制按钮和TML变量观测可用于系统的运动。
其界面如下图所示：根据电机参数，在下图所示的界面中设置参数：设置电流环，速度环和位置环各参数：在设置速度环和位置环参数后，对系统进行“Tune＆Test”实验，改变参数，直到可以达到满意的控制效果。
4.主要仪器设备直流伺服系统控制平台、控制计算机5.实验内容及步骤（1）参照智能伺服控制器用户手册，熟悉其结构和原理（2）掌握智能伺服控制器和计算机通讯的原理和方法，掌握编码器信号采集，电位器信号采集和电机控制的基本方法。
（3）熟悉Motion Studio的使用。
6.实验数据记录和处理（1）测试出的电机电压值是多少？（2）测试出电机和负载总的转动惯量是多少？7. 问题与讨论（1）电机的转动方向是通过测试什么信号得到的？（2）测试电机的速度环时显示的波形是什么曲线？请简单画出波形图。
项目二 直流伺服电机控制实验
《电力拖动与电力系统创新实验》
电机专业方向创新实验
实验报告
电气工程及其自动化实验中心
实验项目：项目二 直流伺服电机控制实验
姓名：吴朋
学号：1120610812
时间：2015.10.14
成绩：
项目二 直流伺服电机控制实验
一、实验目的
1、掌握直流伺服电机开环回路的电压控制原理，测试响应波形，用比较近似方法确定开环特性参数。
2、掌握直流伺服电机闭环回路的速度和位置控制原理，测试响应波形，用比较近似方法确定闭环特性参数。
3、掌握直流伺服电机加减速、正弦波和可编程波的位置控制原理，测试响应波形，用比较近似方法确定闭环特性参数。
二、实验项目
1、开环回路的电压控制
2、闭环回路的速度控制
3、闭环回路的位置控制
4、加减速的位置控制
5、正弦波的位置控制
6、可编程波的位置控制
三、实验内容
1、开环回路的电压控制
Kamp加倍，速度57，加倍
频率加倍，转停转停频率加倍
负载率增大“转停”的“转”的时间比例变大2、闭环回路的速度控制
4、加减速的位置控制
6、可编程波的位置控制
四、实验心得
本实验了解了直流伺服电机的控制种类及基本方法，但是对于理论知识认识并不是非常深刻，需要在课后时间自学相关知识，才能更好的掌握。
直流电机伺服系统实验报告
直流电机伺服系统实验报告目录直流电机伺服系统实验报告 (1)实验一、MATLAB仿真实验 (2)1.直流电机的阶跃响应 (2)2.直流电机的速度闭环控制 (2)3.直流电机的位置闭环控制 (7)实验二、直流电机调速系统 (11)1.反馈增益调节 (12)2.抗扰动能力对比 (12)3.比例调节下的特性测试与控制参数优化 (13)4.比例积分调节下的特性测试与控制参数优化 (15)5.测试速度环的速度误差系数(选做) (18)6.思考题 (19)实验三、直流电机位置伺服系统 (20)1.测试位置环的速度误差系数 (20)2.位置环采用比例控制器时的特性 (20)3.位置环采用PI 控制器时的动态特性 (23)4.测试工作台位移与输入电压的静特性 (24)5.思考题 (24)实验总结 (27)实验一、 MATLAB 仿真实验1.直流电机的阶跃响应如下图，对直流电机输入一个阶跃信号，画出阶跃响应曲线，指出主导极点。
利用Simulink 仿真搭建模型：实验结果 阶跃响应曲线两个极点是1210,10000s s =-=-，其中主导极点是110s =-。
2. 直流电机的速度闭环控制如下图，用测速发电机检测直流电机转速，用控制器Gc(s)控制加到电机电枢上的电压。
(1)假设()100c G s =，用Matlab 画出控制系统开环Bode 图，计算增益剪切频率、相位裕量、相位剪切频率、增益裕量：当()100c G s =时，改为单位负反馈，开环传递函数：100()(0.11)(0.0011)(0.00011)G s s s s =+++绘制系统开环Bode 图：利用margin 函数，得到：增益剪切频率784.3434/c rad s ω=，相位裕量48.1370γ=，相位剪切频率3179.7/rad s πω-=，增益裕量11.1214g K =。
(2)通过分析Bode 图，选择合适的常数P K 作为()c G s ，使闭环阶跃响应的最大超调量在0~5%之间：超调量(%)100(1sin )5p M γ≈--，降低最大超调量需要适当提高相位裕量γ，反解得到γ的取值为：64.2°<γ<71.8°这就需要减小p K （但是快速性将降低，稳态误差将增大）。
伺服电机控制实训报告
#### 一、实训背景随着工业自动化程度的不断提高，伺服电机因其高精度、高响应速度和良好的控制性能，被广泛应用于各种自动化设备中。
为了使学生更好地理解和掌握伺服电机的控制原理及实际应用，我们开展了为期两周的伺服电机控制实训。
#### 二、实训目的1. 理解伺服电机的工作原理及特点。
2. 掌握伺服电机的驱动与控制方法。
3. 熟悉伺服电机在实际应用中的调试与维护。
4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。
#### 三、实训内容1. 伺服电机基础知识学习：- 介绍伺服电机的种类、结构及工作原理。
- 分析伺服电机的性能指标及选型方法。
2. 伺服电机驱动电路搭建：- 学习伺服电机驱动器的使用方法。
- 搭建伺服电机驱动电路，并进行调试。
3. 伺服电机控制程序编写：- 使用编程软件编写伺服电机控制程序。
- 通过PLC（可编程逻辑控制器）或单片机实现伺服电机的速度、位置控制。
4. 伺服电机控制系统调试：- 调试伺服电机控制系统，使电机满足设计要求。
- 分析并解决调试过程中遇到的问题。
5. 伺服电机应用案例分析：- 分析伺服电机在实际应用中的案例，如数控机床、工业机器人等。
- 探讨伺服电机在各类设备中的应用前景。
#### 四、实训过程1. 前期准备：- 组建实训团队，明确分工。
- 准备实训所需的仪器、设备和材料。
2. 实训实施：- 学习伺服电机基础知识，了解各类伺服电机的工作原理及性能。
- 搭建伺服电机驱动电路，并按照要求进行调试。
- 编写伺服电机控制程序，通过PLC或单片机实现电机控制。
- 对控制系统进行调试，确保电机满足设计要求。
3. 问题分析与解决：- 在实训过程中，遇到各种问题，如电机启动困难、运行不稳定等。
- 通过查阅资料、请教老师等方式，分析问题原因，并采取措施进行解决。
4. 实训总结：- 对实训过程进行总结，分享经验与心得。
- 对实训成果进行展示，接受评审。
#### 五、实训成果1. 成功搭建伺服电机驱动电路，实现电机的基本控制。
直流伺服电机实验报告
直流伺服电机实验报告直流伺服电机实验报告引言：直流伺服电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业自动化、机械控制和航空航天等领域。
本实验旨在通过对直流伺服电机的测试和分析，了解其性能特点和控制原理。
一、实验目的本实验的主要目的是：1. 理解直流伺服电机的基本原理和工作方式；2. 测试直流伺服电机的性能参数，如转速、转矩和响应时间等；3. 掌握直流伺服电机的控制方法，如位置控制和速度控制。
二、实验装置与步骤1. 实验装置：本实验使用的实验装置包括直流伺服电机、电源、电压表、电流表、转速表和控制器等。
2. 实验步骤：（1）接线：按照实验装置的接线图连接电源、电机和测量仪器。
（2）电机参数测量：通过改变电压和电流的大小，测量直流伺服电机的转速和转矩特性。
（3）控制方法测试：使用控制器对直流伺服电机进行位置控制和速度控制，观察并记录控制效果。
三、实验结果与分析1. 电机参数测量结果：通过改变电压和电流的大小，测量了直流伺服电机在不同工作条件下的转速和转矩。
结果显示，随着电压和电流的增加，电机的转速和转矩也随之增加。
这说明直流伺服电机的性能受电压和电流的影响较大。
2. 控制方法测试结果：通过控制器对直流伺服电机进行位置控制和速度控制，观察了电机的响应时间和控制效果。
结果显示，直流伺服电机对位置控制和速度控制的响应时间较短，控制效果较好。
这说明直流伺服电机具有较高的控制精度和灵敏度。
四、实验结论通过本实验，我们对直流伺服电机的性能特点和控制原理有了更深入的了解。
实验结果表明，直流伺服电机具有较高的转速和转矩，且对位置控制和速度控制具有较好的响应性能。
这使得直流伺服电机在工业自动化和机械控制领域有着广泛的应用前景。
五、实验心得通过本次实验，我深入学习了直流伺服电机的工作原理和控制方法。
在实验过程中，我不仅掌握了实验装置的使用方法，还学会了如何测量和分析电机的性能参数。
这对我今后从事相关领域的研究和工作具有重要意义。
伺服电机实训报告项目小结怎么写
伺服电机实训报告项目小结怎么写一、引言在本次实训项目中，我将深入探讨伺服电机的相关知识，并结合实际操作进行项目小结，以期加深对伺服电机的理解，并总结实训过程中的经验与教训。
二、项目背景伺服电机是一种能够根据控制系统的指令来精确地控制运动的装置，广泛应用于工业自动化、机床、精密加工设备等领域。
本次实训项目的目的在于通过操作实践，掌握伺服电机的基本原理、调试方法以及应用技巧，从而达到提高工程技术人员的实际操作能力和综合素质的目的。
三、实训内容1. 理论学习：通过课堂学习和相关资料阅读，深入理解伺服电机的基本原理和工作机理，包括PID控制、编码器反馈等核心概念。
2. 实际操作：在指导老师的带领下，进行伺服电机的调试、安装与维护等实际操作，了解伺服电机的常见故障及解决方法。
3. 项目实践：结合具体项目案例，对伺服电机在工业自动化控制系统中的应用进行案例分析，并进行实际操作演练。
四、项目小结1. 深度评估：在本次实训项目中，我通过系统学习和实际操作，对伺服电机的原理、调试方法以及应用技巧有了更深入的理解和认识。
在实际操作中，我深刻体会到了伺服电机的高精度、高可靠性和高灵活性，对其在工业自动化领域的重要性有了更清晰的认识。
2. 广度评估：通过实训项目的学习，我对伺服电机在不同行业的应用有了更为全面的了解，包括机床加工、食品包装、印刷设备等领域，从而使我能够更灵活地应对不同的使用场景和需求。
3. 总结回顾：本次实训项目使我对伺服电机的工作原理和应用领域有了更为深刻的认识，并通过操作实践提升了我的专业技能和综合素质。
在未来的工作中，我将能够更好地应用所学知识，为企业的自动化控制系统提供更专业的支持和服务。
五、个人观点和理解通过本次实训项目，我对伺服电机的重要性和广泛应用有了更加深刻的认识。
伺服电机作为工业自动化的重要组成部分，其高精度、高可靠性和高灵活性的特点，为工业生产和制造提供了强大的动力支持。
在未来的工作中，我将不断加强对伺服电机技术的学习和掌握，努力提升自己的专业能力，为工业自动化控制系统的发展贡献自己的力量。
直流伺服电机控制实验指导书
挂箱NMEL-30-YJ-A以及直流伺服电机一只
三、关于点动控制运行
内部指令控制，无需接收上位机指令
四、实验内容
点动控制系统接线方式
图2-1点动（JOG）控制模式标准接线图
点动(JOG)控制模式参数一览
参数代码
参数名称
功能简介
P-4
电机控制模式
选择点动控制模式。(设定值：3)
P-8
上位机接口低6位端子取反控制
VD100=100kHz SPD=2930
VD100=50kHz SPD=1465
P49=2048; P48=1000
VD100=100kHz SPD=3000
VD100=50kHz SPD=1500
7.保存当前的参数设置，然后重启。操作流程如下：
注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
四、实验内容
速度试运行模式系统接线方式：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ速度试运行模式参数一览
参数代码
参数名称
功能简介
P-4
电机控制模式
选择速度试运行控制模式。(设定值：4)
五、实验步骤：
1.将NMEL-30-YJ-A直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应；连接航空插座线。
2.确认接线无误后，上电。
3.设置参数Pn-4为4（速度试运行模式）
2.确认接线无误后，上电。
3.设置Pn-4为2（设置运行模式为位置控制模式）
4.设置Pn-52为0（设定伺服驱动器接收指令脉冲的类型为指令/方向脉冲型指令）
5.设置Pn-53为0 (设定为0时，电机按方向指令运行；设定为1时，电机按与方向指令相反的方向运行)
6.设置PN48=1000 ; PN49=2048(此2参数为电子齿轮比)当脉冲频率达到100kHz时，电机转速达到3000转/分钟
直流伺服电动机机械特性-word
控制电机实验报告实验名称：实验二 直流伺服电动机机械特性测试 院系：信息工程学院 专业：自动化实验参与：指导老师： 日期：20100611实验二 直流伺服电动机机械特性测试一、 实验仪器直流测速发电机 一台 直流电动机 一台 电机及制动控制装置 一台 测速器 一台 导线 若干 万用表 一个二、 实验原理及相关公式电磁感应定律………………………………………………F =Bli电磁转矩……………………………………………………a T I G T Φ= (1) 稳态转矩平衡方程式………………………………………L T T T T =-=02 电压平衡方程式……………………………………………a a a a R I E U += (2) 反电势………………………………………………………e a C E =Φn (3)由（1）、（3）分别可得 Φ=T a G TI e a C E =Φn将以上各式带入（2）中，化简即可得到电动机机械特性曲线所对应的方程，即 。
其中，0n 为该直线在纵坐标上的截距，k 为该直线斜率，k 前的负号表示直线是向下倾斜的。
不同的电枢电压下，电动机的机械特性将有所改变。
但斜率k 和电枢电压a U 无关。
所以对应不同的电枢电压a U 可以得到一组相互平行的机械特性，如下图所示。
电枢电压越大，曲线的位置越高。
图1 不同控制电压时直流伺服电动机机械特性三、实验步骤1、原理图如图2所示，按图连接好电路，所有电阻均设置到最大。
2、变化电枢电压，是电枢电压a U 为80V ，并调节电枢回路上的电阻ΩR 为0Ω。
使电枢电流a I 慢慢增大，并记录相应的转速于表中。
3、重复步骤2，将电压分别设置到80V 、160V ，电阻分别调到0Ω、180Ω，记录相应的数据。
图2 机械特性测试原理图四、实验数据记录、处理、图形绘制由步骤三可得一下数据： 当=1a U 160V ，=o R 0Ω时，当=1a U 160V ，=o R 180Ω时，当=1a U 80V ，=o R 0Ω时，当=1a U 80V ，=o R 180Ω时，上述数据对应的线性方程如下图所示：上述运算所需相关公式：其中，n P =185w ，N n =1600r/min ，N I =1.2A五、讨论由公式 可得： 当 0n =Φe aC U 不变时，该直线在纵坐标上的截距不会变。
伺服电机研究报告
伺服电机研究报告1. 简介本报告旨在研究伺服电机的原理、应用及发展趋势。
伺服电机是一种能够精确控制转速和位置的电动机，广泛应用于工业自动化、机械设备、机器人等领域。
通过对伺服电机的研究，可以帮助工程师和研究人员更好地了解伺服电机的工作原理，提高对其应用的理解和掌握。
2. 伺服电机原理伺服电机是一种闭环控制系统，包括电机、传感器和控制器。
其工作原理可以简单描述如下：1.输入信号：控制器接收输入信号，通常为电压或脉冲信号。
2.传感器反馈：控制器通过传感器获取实际自身位置或转速信息。
3.比较计算：控制器将输入信号和传感器反馈信号进行比较，计算出误差。
4.输出控制：控制器根据误差计算结果输出控制信号，经过放大器放大后驱动电机运动。
5.反馈调整：电机运动后实际位置或转速将通过传感器反馈给控制器进行下一步计算。
这个闭环控制过程不断重复，使得伺服电机能够精确地控制自身位置或转速。
伺服电机具有较高的响应速度和精度，适用于需要快速精确控制的应用场景。
3. 伺服电机应用由于伺服电机具有精确控制能力和高性能特点，广泛应用于以下领域：3.1 工业自动化伺服电机被广泛应用于工业自动化系统中，例如生产线输送带的精确控制、机床加工过程中零件定位、包装设备中的物料送料等。
其精确控制能力可以提高生产效率和产品质量。
3.2 机械设备在机械设备中，伺服电机常用于需要定位和精确运动控制的部件，例如纺织设备、印刷机械、激光切割机等。
它们可以提供高速、稳定的驱动力，并实现复杂的运动轨迹。
3.3 机器人伺服电机作为机器人驱动的关键组件，使得机器人能够实现高速、精确的定位和动作控制。
无论是工业机器人还是服务机器人，伺服电机的应用都是不可或缺的。
3.4 航空航天在航空航天领域，伺服电机广泛用于推进系统、舵机系统和导航系统等。
它们能够提供高精度、高可靠性的动力输出，保证飞行器的运动控制和稳定性。
4. 伺服电机发展趋势伺服电机技术不断发展，目前存在以下发展趋势：4.1 小型化随着电子技术和材料科学的进步，伺服电机的尺寸不断缩小，但性能不断提高。
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直流电机的特性测试
一、实验要求
在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性（空载）和动态特性，其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数，根据测试结果拟合转速—转矩特性（机械特性），并以X 轴为电流，拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性，绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线，即绘制电机综合特性曲线。
然后在空载情况下测试电机的调速特性，即最低稳定转速和额定电压下的最高转速，即调速特性；最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。
二、实验原理
1、直流电机的机械特性
直流电机在稳态运行下，有下列方程式：
电枢电动势 （1-1）e E C n =Φ电磁转矩
（1-2）e m T C I =Φ电压平衡方程
（1-3）
U E IR =+联立求解上述方程式，可以得到以下方程：
（1-4）
2e e e m U R
n T C C C =
-ΦΦ
式中 ——电枢回路总电阻R ——励磁磁通Φ ——电动势常数e C ——转矩常数
m C ——电枢电压
U ——电磁转矩
e T
——电机转速
n
在式（1-4）中，当输入电枢电压保持不变时，电机的转速随电磁转矩
U n 变化而变化的规律，称为直流电机的机械特性。
e T 2、直流电机的工作特性
因为直流电机的励磁恒定，由式（1-2）知，电枢电流正比于电磁转矩。
另外，将式（1-2）代入式（1-4）后得到以下方程：
（1-5）
e e U R
n I C C =
-ΦΦ
由上式知，当输入电枢电压一定时，转速是随电枢电流的变化而线性变化
的。
3、直流电机的调速特性
直流电机的调速方法有三种：调节电枢电压、调节励磁磁通和改变电枢附加电阻。
本实验采取调节电枢电压的方法来实现直流电机的调速。
当电磁转矩一定时，电机的稳态转速会随电枢电压的变化而线性变化，如式（1-4）中所示。
4、直流电机的动态特性
直流电机的启动存在一个过渡过程，在此过程中，电机的转速、电流及转矩等物理量随时间变化的规律，叫做直流电机的动态特性。
本实验主要测量的是转速随时间的变化规律，如下式所示：
（1-6）
s m
dn
n n T dt
=-其中，——稳态转速s n
——机械时间常数
m T 本实验中，要求测试在不同负载和不同输入电枢电压（阶跃信号）下电机的动态特性。
5、传感器类型
本实验中，测量电机转速使用的是角位移传感器中的光电编码器；测量电
磁转矩使用的是扭矩传感器。
三、实验操作步骤
1、测量直流电机的机械特性和动态特性
①首先将负载旋钮逆时针拧至最小，然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压和电枢电流信号引出，分别接至计算机的采集数据端口上，打开计算
机中的测试软件，进入测试界面，设定每个通道的测量范围。
②系统上电。
③用计算机给定电机的电枢电压信号，逐渐增加负载（顺时针转动负载旋钮），选择记录下此过程中的20组数据，每组数据包括测量电枢电压、测量电
枢电流、电机转速和电磁转矩值。
④计算机停止给定电机的电枢电压信号，系统电源关闭。
2、测量直流电机的调速特性
本实验要求测量的是空载下的调速特性，测量额定电压下的最高转速和最
低稳定转速。
步骤如下：
①首先将负载旋钮逆时针拧至最小，然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压信号引出，接至计算机的采集数据端口上，打开计算机中的测试软件，进入测试界面，设定通道的测量范围。
②利用式（1-7）计算电机额定电压（24V）对应的测量电压值，为
9.52V。
电机实际电压=（前面板测量电压-0.76）*2.75-0.1 （1-7）
③系统上电。
④不断改变计算机输出的电机电压信号，直至测量电压信号的值为
9.52V。
记录下此时的转速值，即为额定电压下的最高稳定转速。
⑤不断减小计算机输出地电机电压信号，观察转速逐渐减小和稳定的情况，记录下最低稳定转速值。
⑥计算机停止给定电机的电枢电压信号，系统电源关闭。
3、测量直流电机的动态特性
按照测量在不同负载和不同输入电枢电压（阶跃信号）下电机的动态特性
的要求，本实验测量了在计算机给定电压信号（阶跃信号）分别为7V和4V时，4个不同负载大小下电机的动态特性。
①首先将负载旋钮逆时针拧至最小，然后将实验设备面板上的电机转速信号引出，接至计算机的采集数据端口上，打开计算机中的测试软件，进入测试
界面，设定通道的测量范围。
②系统上电。
③将计算机给定电压信号（阶跃信号）设为7V，顺时针转动负载旋钮，记录在4个不同负载下，电机转速的动态响应曲线。
将负载旋钮旋至最小后，将
计算机给定电压信号（阶跃信号）设为4V，记录在4个不同负载下，电机转速的动态响应曲线。
④计算机停止给定电机的电枢电压信号，系统电源关闭。
四、实验测试结果及数据处理
1、直流电机的机械特性和动态特性
根据上述操作步骤，测量得到的20组数据如表1所示：
测量电流电磁转矩
T（N·m）
转速n（r/min）测量电压（V）
0.560.52148.80 0.610.62098.78
0.84 1.11988.70
1.11 1.51848.68 1.35 1.91728.62 1.54
2.11638.59 1.70 2.41588.51 1.75 2.61468.46 1.83 2.91408.42
1.98 3.11328.38
2.10
3.31268.35
2.24
3.51168.32
2.31
3.71108.30
2.47 4.0968.27
2.61 4.2918.25
2.86 4.6818.17
3.02
4.9668.14
3.17 5.2578.11
3.43 5.5428.03
3.52 6.0297.92
表1 测量数据
根据前面板测量值与电机实际值的换算公式：
电机实际电压=（前面板测量电压-0.76）*2.75-0.1
电机实际电流=（前面板测量电压-0.032）*2
计算电机的实际电枢电压和电枢电流值，如表2所示：
实际电流
I(A)电磁转矩
T（N·m）
转速
n（r/min）
实际电压
U（V）
1.0560.52142
2.01 1.1560.620921.955
1.616 1.119821.735
2.156 1.518421.68
2.636 1.917221.515
3.016 2.116321.432 3.336 2.415821.212 3.436 2.614621.075 3.596 2.914020.965
3.896 3.113220.855
4.136 3.312620.772 4.416 3.511620.69 4.556 3.711020.635
4.876 4.09620.552
5.156 4.29120.497 5.656 4.68120.278
5.976 4.96620.195
6.276 5.25720.112 6.796 5.54219.892
6.976 6.02919.59
表2 实际数据
根据实验原理和上述数据，利用matlab工具，选用最小二乘法中的多项式
拟合方法拟合电机的机械特性曲线、电流-电压特性曲线、电流-转速特性曲线、电流-转矩特性曲线、电机输入功率曲线、电机输出功率曲线和电机的效率曲线。
（1）拟合机械特性曲线
根据原理，机械特性曲线应是一条直线，所以选用最小二乘一次拟合多项
式来拟合机械特性曲线，拟合得到的图形如下图1所示：
图1：机械特性
（2）拟合电流-电压特性曲线
图2：电流-电压特性
从图2可以看出，尽管原理上电枢电压应该大小恒定，但是实际上，电枢电压会随着负载的逐渐增大而缓慢下降。
（3）拟合电流-转速特性曲线
图3：电流-转速特性
（4）拟合电流-转矩特性曲线
图4：电流-转矩特性
（5）拟合输入功率曲线首先，根据公式计算输入功率：
(1-8)
i P U I =⨯因为实验过程的变化量是负载，而电机稳定运行时，电磁转矩与负载转矩大小相等，所以选用电磁转矩作为x 轴绘制功率曲线。
并用最小二乘二次多项式拟合功率曲线，结果如下图所示：
图5：输入功率曲线
（6）拟合输出功率曲线首先，根据公式计算输出功率：
(1-9)
9.55o P n T =⨯÷同理，以电磁转矩作为x 轴，并用最小二乘二次多项式拟合功率曲线，结果如
下图所示：
图6：输出功率曲线
（7）拟合输出功率曲线首先，根据公式计算功率比：
(1-10)
100%o
i
P P η=
⨯同理，以电磁转矩作为x 轴，并用最小二乘三次多项式拟合功率比曲线，结果
如下图所示：
图7：功率比变化曲线
2、直流电机的调速特性测量结果
按照上述测量步骤，得到空载情况下，直流电机在24V额定电压下的稳定转速为221r/min。
最低稳定转速为18 r/min
3、直流电机的动态特性测量结果
在给定电压型号为7V时，直流电机转速在4个不同负载下的动态响应曲线如图8-图11所示：
图8 图9
图10 图11
在给定电压型号为4V时，直流电机转速在4个不同负载下的动态响应曲线如图12-图15所示：
图12 图13
图14 图15。