交流伺服电机与运动控制卡的接口实验
实验二 交流伺服电机实验
实验二交流伺服电机实验一．实验目的1．掌握用实验方法配圆磁场。
2．掌握交流伺服电动机机械特性及调节特性的测量方法。
二．预习要点1．为什么三相调压器输出的线电压U uw与相电压U vn在相位上相差90°？2．二相交流伺服电动机在什么条件下可达到圆形旋转磁场？3．对交流伺服电动机有什么技术要求？在制造与结构上采取什么相应措施。
4．交流伺服电动机有几种控制方式？5．何为交流伺服电动机的机械特性和调节特性。
三．实验项目1．测定交流伺服电动机采用幅值控制时的机械特性和调节特性。
2．用实验方法配堵转圆形磁场3．测定交流伺服电动机采用幅值――相位控制时的机械特性和调节特性。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13）3．交流伺服电机M134．三相可调电阻90Ω（NMEL-04）5．波形测试及开关板（NMEL-05）6．单相调压器（NMEL-08A或单配）7．交流伺服电机电源（NMEL-21）8．万用表（自备）9．示波器（自备）五．实验方法实验线路见图6－9。
图中，交流伺服电机采用M13，额定功率P N=25W, 额定控制电压U N=220V，额定激磁电压U N=220V，堵转转矩M=3000g.cm，空载转速=2700 r/min。
三相调压器输出的线电压U uw经过开关S（NMEL—05B）接交流伺服电机的控制绕组。
G为测功机，通过航空插座与NMEL—13相连。
1．测定交流伺服电动机采用幅值控制时的机械特性和调节特性（1）测定交流伺服电动机a=1（即U c=U N=220V）时的机械特性把测功机和交流伺服电动机同轴联接，调节三相调压器，使U c=U cN=220V，保持U f、（2）测定交流伺服电动机a=0.75（即U c=0.75U N=165V）时的机械特性调节三相调压器，使U c=0.75U cN=165V，保持U f、U c电压值，调节测功机负载，记录电动机从空载到接近堵转时的转速n及相应的转矩T并填入表6－15中（3）测定调节特性保持电机的励磁电压U f=220V，测功机不加励磁。
交流伺服运动控制系统课程设计
交流伺服运动控制系统课程设计一、引言随着社会的进步和科技的发展，现代化生产中使用的各种机器的自动化控制技术得到了广泛的应用。
在现代化生产线中，伺服控制系统已经成为重要的控制技术之一，这得益于它在许多工业应用中的良好表现。
在这种控制技术中，交流伺服控制比已经得到广泛使用的直流伺服控制更具有优越性。
本课程设计旨在为学生提供交流伺服运动控制系统设计的实践应用，实现控制系统的建模、仿真、编程实现和调试，从中掌握实践技能，培养学生模拟设计的能力，使他们能够扎实地掌握交流伺服运动控制系统设计技术。
二、课程内容2.1 实验一：交流伺服系统建模在本实验中，学生将从基本原理开始，了解交流伺服系统的工作原理，并掌握该系统的数学建模方法。
实验将使用MATLAB/Simulink进行建模和仿真，并通过优化调节控制参数以实现系统稳态性能的优化。
实验目的：1.熟悉交流伺服系统工作原理；2.掌握交流伺服系统的数学建模方法；3.通过MATLAB/Simulink软件实现交流伺服系统的建模和仿真；4.了解优化调节控制参数的方法，以实现系统稳态性能的优化。
实验步骤：1.了解交流伺服系统的工作原理和电路结构；2.掌握交流伺服系统的数学建模方法；3.使用MATLAB/Simulink进行建模和仿真；4.调整控制参数以实现系统稳态性能的优化。
2.2 实验二：交流伺服系统控制在本实验中，学生将通过控制器的设计，实现交流伺服系统的速度和位置控制等功能，并实现控制参数的设计与调试。
实验目的：1.掌握交流伺服系统的控制原理；2.了解交流伺服系统各种控制方式的基本思想和特点；3.实现交流伺服系统的控制器设计和参数调试；4.掌握设计和调试伺服系统的方法。
实验步骤：1.确定交流伺服系统的控制模式；2.推导出控制器的数学模型；3.实现控制器的设计和参数调试；4.进行实际的运动控制。
2.3 实验三：交流伺服系统应用在本实验中，学生将学会如何将交流伺服系统应用到具体的实际工程中，特别是在具有复杂控制环节的机械装置中的运用。
交流伺服电机与运动控制卡的接口实验.概要
交流伺服电机与运动控制卡的接口实验一、实验目的1.认知富士交流伺服电机及驱动器的硬件接口电路2.认知MPC2810运动控制卡的硬件接口3.掌握驱动器与MPC2810运动控制卡的硬件连接二、实验器材MPC2810运动控制卡、富士交流伺服电机及驱动器，数控实验台II,若干导线，万用表三、实验内容及步骤有关富士交流伺服电机及驱动器的详细信息参见《富士AC 伺服系统FALDIC-W 系列用户手册》，有关MPC2810运动控制卡的详细信息参见《MPC2810运动控制器用户手册》。
一）、MPC2810运动控制器相关简介MPC2810运动控制器是乐创自动化技术有限公司自主研发生产的基于PC的运动控制器，单张卡可控制4轴的步进电机或数字式伺服电机。
通过多卡共用可支持多于4轴的运动控制系统的开发。
MPC2810运动控制器以IBM-PC及其兼容机为主机，基于PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元。
它与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；运动控制器完成运动控制的所有细节（包括直线和圆弧插补、脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。
MPC2810运动控制器配备了功能强大、内容丰富的Windows动态链接库，可方便地开发出各种运动控制系统。
对当前流行的编程开发工具，如Visual Basic6.0，Visual C++6.0提供了开发用Lib库及头文件和模块声名文件，可方便地链接动态链接库，其他32位Windows开发工具如Delphi、C++Builder等也很容易使用MPC2810函数库。
另外，支持标准Windows动态链接库调用的组态软件也可以使用MPC2810运动控制器。
MPC2810运动控制器广泛适用于：激光加工设备；数控机床、加工中心、机器人等；X-Y-Z控制台；绘图仪、雕刻机、印刷机械；送料装置、云台；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机转接板引脚定义基于MPC2810运动控制器的典型运动控制系统由以下几部分组成：（1）MPC2810运动控制器、转接板及其连接电缆；（2）具有PCI插槽的PC机或工控机，安装有Windows2000 / XP 操作系统（不同型号的控制器支持的操作系统可能不同）；（3）步进电机或数字式伺服电机；（4）电机驱动器；（5）驱动器电源；（6）直流开关电源，为转接板提供+24V电源。
PC运动控制板卡的交流伺服控制系统
控制模块
电位插刀误速G 监中P
机置补补差度功控断L
运运计计补处能处处C
动动算算偿理处理理处
控控
理
理
制制
2 PMAC运动控制器
PMAC-Programmable
Multi-Axis
Controller是可编程多轴运动控制器，也称运动控
制计算机.
它 主 要 由 MOTOROLA DSP CPU 与 DELTA
2 基于运动控制器的数控系统（功能概图）
计算机
PCI总线
运动控制器 基本模块
数控系统 （运动控制器）
开关量 I/O
其它I/O
伺服辅助控制信号
I/O模块
运动控制 指令
伺服 驱动器
位置反馈
主轴 驱动器
伺服电机
2 基于运动控制器的数控系统（PCI总线）
2 基于运动控制器的数控系统（软件系统）
数控装置
➢I/O扩展端口
➢64位位置计数范围
➢越程极限，回原点，伺服放大 ➢位置环，速度环，电流环三环
器报警，使能标志信号接口
矢量控制能力
➢LCD和VFD显示端口
➢曲线加减速控制
➢Bus and/or RS-422通信
➢自定义伺服算法能力
➢脱机运行
➢电子齿轮
➢G-Code 编程（可自定义）
➢先进的PID及扩展伺服算法
Ix20
7）通过设置 I变量可以控制以下典型 P.I.D 伺服环
Following
Error 跟随误差
Commanded
Actual
- = Position
Position
指令位置
实际位置
Com m and+
实验四交流伺服电动机实验
实验四交流伺服电动机实验伺服电动机在自动控制系统中作为执行元件又称为执行电动机,它把输入的控制电压信号变为输出的机械转矩或角速度。
它的运行状态由控制信号控制，加上控制信号它应当立即旋转，去掉控制电压它应当立即停转，转速高低与控制信号成正比。
一、实验目的１、观察交流伺服电动机的自制动过程2、掌握用实验方法配圆形磁场3、掌握交流伺服电动机的机械特性及调节特性的测量方法二、预习要点1、对交流伺服电动机有什么技术要求？2、交流伺服电动机有几种控制方式?３、何谓交流伺服电动机的机械特性和调节特性?三、实验项目１、用实验方法配堵转圆形磁场2、测交流伺服电动机幅值控制时的机械特性和调节特性3、测交流伺服电动机幅值——相位控制时的机械特性４、观察自转现象四、实验方法2、屏上挂件排列顺序HK５７3、幅值控制图4—1交流伺服电动机幅值控制接线图=U N＝2２０V）时的机械特性（1)实测交流伺服电动机α=1（即ＵＣ１）关断三相交流电源，按图4-1接线。
图中T1、Ｔ2选用HK5７挂件２)启动三相交流电源，调节调压器,使U f=2２0V，再调节单相调压器T２使U C=ＵN=２2０V。
３）调节涡流测功机,将力矩T及电机转速记录于表４—１中。
(2）实测交流伺服电动机α=0。
75（即U CN=165Ｖ）时的机械特性１)保持U f=220Ｖ不变，调节单相调压器T2使UＣ＝0。
75U N＝16５V。
２)重复上述步骤,将所测数据记录于表4-２中。
(３)实测交流伺服电动机的调节特性１)调节三相调压器使U f＝2２0V,电机空载（涡流测功机不加载）。
逐次调节单相调压器T２。
使控制电压U C从2２0V逐次减小直到0V。
4、幅值——相位控制(１）用实验方法使电机堵转时的旋转磁场为圆形磁场１）关断三相交流电源，按图4—2接线。
图中T1、T２、C选用ＨＫ5７挂件。
电压表、电流表、选用控制屏上对应仪表。
Ｒ1、R２选用屏上两个900Ω各自并联，用万用表调定在5Ω阻值。
交流伺服电机实验报告
一、实验目的1. 了解交流伺服电机的结构、工作原理和特点。
2. 掌握交流伺服电机的驱动方法及控制策略。
3. 通过实验验证交流伺服电机的性能，为实际应用提供参考。
二、实验内容1. 交流伺服电机的结构分析2. 交流伺服电机的工作原理3. 交流伺服电机的驱动方法4. 交流伺服电机的控制策略5. 交流伺服电机的性能测试三、实验设备及仪器1. 交流伺服电机实验台2. 交流伺服电机驱动器3. 交流伺服电机控制器4. 功率分析仪5. 数据采集卡6. 计算机四、实验步骤1. 交流伺服电机的结构分析（1）观察交流伺服电机的结构，了解其主要组成部分，如定子、转子、端盖、轴承等。
（2）分析各部分的功能及相互关系。
2. 交流伺服电机的工作原理（1）观察交流伺服电机的工作过程，了解其电磁感应原理。
（2）分析交流伺服电机的启动、运行和停止过程。
3. 交流伺服电机的驱动方法（1）学习交流伺服电机的驱动电路，了解其工作原理。
（2）分析驱动电路中的主要元件及其作用。
4. 交流伺服电机的控制策略（1）学习交流伺服电机的控制方法，了解其闭环控制原理。
（2）分析控制策略中的主要参数及其调整方法。
5. 交流伺服电机的性能测试（1）连接实验设备，进行实验前的准备工作。
（2）启动交流伺服电机，观察其运行状态，记录相关数据。
（3）分析实验数据，验证交流伺服电机的性能。
五、实验结果与分析1. 交流伺服电机的结构分析通过观察实验台上的交流伺服电机，我们可以看到其主要由定子、转子、端盖、轴承等部分组成。
定子由线圈绕制而成，转子由永磁体构成。
当交流电源通过定子线圈时，产生旋转磁场，驱动转子旋转。
2. 交流伺服电机的工作原理实验过程中，我们发现交流伺服电机在启动、运行和停止过程中，其转速、转矩和功率等参数均与输入的交流电源频率、电压和相位角有关。
通过调整这些参数，可以实现交流伺服电机的精确控制。
3. 交流伺服电机的驱动方法实验中，我们学习了交流伺服电机的驱动电路，了解到其主要由逆变器、滤波器、电机和控制器等部分组成。
用微机串口实现对交流伺服电机的控制
用微机串口实现对交流伺服电机的控制1 引言在自动控制系统中，交流伺服电机的作用是把信号（控制电压或相位）变换成机械位移，也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移。
他具有精度高、低频特性好、额定转速高、速度响应时间短等特点，因而在自动控制系统中得到越来越广泛的应用。
若用微机对交流伺服电机进行控制，现在采用较多的办法是选用现成的运动控制卡。
微机通过对与控制卡配套的接口板通信，进而实现对电机的控制。
这种控制简单可靠，但在一些对系统各轴联动要求不高的场合，选用现成的控制卡略显浪费（控制卡价格在万元左右）。
下面介绍一种控制方法，他可以较低成本实现对伺服电机的控制。
系统框图如图1所示。
2串口通信系统首先要实现的任务是微机与计算机之间的串口通信。
在dos操作环境下，要实现单片机与微机的串行通信，只要直接对与微机接口的通信芯片8250进行口地址操作即可。
然而在windows环境下，由于系统硬件的无关性，不再允许用户直接操作串行口地址。
如果用户要进行串行通信，可以调用windows的api应用程序接口函数，但是由于其专业化程度较高，因而使用较为复杂。
微软公司的visualbasic提供了一个通讯控件（mscomm），使用他就可以很容易地解决这一问题。
新一代面向对象的程序设计语言visualbasic（vb）是将windows图形工作环境与basic语言编程简便性的美妙结合。
他简明易用，实用性强，因而得到了广泛的应用。
visualbasic 6．0提供了一个名为mscomm32．ocx通信控件，他具备基本的串行通信能力：即通过串行端口传输和接收数据，为应用程序提供串行通讯功能。
该控件可以从vb的toolbox中加入到窗体form，若toolbox中没有此控件，则用project的component将他从windows的system目录中加入到vb6．0的toolbox 中。
这样便可自由地设置他的属性，并用visualbasic语句与串口沟通。
交流伺服电动机实验报告
交流伺服电动机实验报告交流伺服电动机实验报告一、引言交流伺服电动机是一种广泛应用于工业自动化领域的电动机。
它具有高精度、高效率和快速响应等优点，在机械控制系统中扮演着重要的角色。
本实验旨在通过对交流伺服电动机的实际应用和性能测试，深入了解其工作原理和特性。
二、实验设备与方法本实验采用了一台常见的交流伺服电动机系统，包括电机、伺服驱动器和控制器。
实验过程中，我们通过改变控制器发送给驱动器的指令，来控制电动机的转速和位置。
同时，利用示波器和测速仪等仪器，对电动机的性能进行测试和分析。
三、实验结果与分析1. 转速控制实验首先，我们进行了转速控制实验。
通过改变控制器发送的转速指令，我们观察到电动机的转速能够准确地跟随指令变化。
实验结果显示，交流伺服电动机具有较高的转速控制精度和稳定性，能够满足工业自动化系统对转速精度的要求。
2. 位置控制实验接下来，我们进行了位置控制实验。
通过改变控制器发送的位置指令，我们观察到电动机能够准确地移动到指定位置。
实验结果显示，交流伺服电动机具有较高的位置控制精度和响应速度，能够满足工业自动化系统对位置控制的要求。
3. 转矩控制实验为了进一步了解交流伺服电动机的性能，我们进行了转矩控制实验。
通过改变控制器发送的转矩指令，我们观察到电动机能够在不同负载下输出相应的转矩。
实验结果显示，交流伺服电动机具有较高的转矩输出能力和稳定性，能够适应不同负载的需求。
四、实验结论通过本次实验，我们对交流伺服电动机的工作原理和性能有了更深入的了解。
实验结果表明，交流伺服电动机具有高精度、高效率和快速响应等优点，适用于工业自动化系统中对转速、位置和转矩等要求较高的场景。
五、实验总结本实验通过对交流伺服电动机的实际应用和性能测试，深入了解了其工作原理和特性。
同时，我们还学习到了如何通过控制器发送指令来控制电动机的转速、位置和转矩，并通过仪器测试和分析来评估电动机的性能。
这些知识和技能对于我们今后在工业自动化领域的研究和实践具有重要意义。
实验1 交流伺服电机控制实验
实验一交流伺服电机控制实验一、实验目的和要求1、熟悉三菱伺服驱动器的接线及伺服电机的驱动控制方法；2、熟悉AMPCI数据采集卡的使用方法；3、提升计算机编程能力；4、熟悉计算机键盘按键控制外部设备的方法；5、学习微秒级延时方法；二、实验设备与材料准备1、AMPCI9102数据采集卡及相关配件；2、PC机及外围配件；3、三菱伺服驱动雕铣工作台；4、导线若干；三、实验原理及步骤1、实验基本原理通过VB编程控制AMPCI9102数据采集卡向伺服驱动器输出方向电平和脉冲信号，从而控制伺服电机的转向。
举例：欲让X轴电机正转一个脉冲，我们只要先向X轴电机发一个方向电平，现假定高电平1为反转，那么正转就应该发低电平0；然后发一个脉冲即可实现。
若需电机连续转动，则应在脉冲间安插一个延时，建议50毫秒左右。
AMPCI9102数据采集卡相关命令：1）打开AMPCI设备：函数：void _stdcall AM9102_Open(HANDLE *phPLX9052, WORD nCardNum)功能：打开AMPCI-9102卡入口有效参数：nCardNum = 0,1,2,3...出口返回值： 1 打开设备成功0 打开设备失败2）16BIT开关量输出函数：void _stdcall AM9102_D0(HANDLE hPLX9052, WORD date)功能：输出16BIT数字量入口有效参数：date-输出数值, 取值范围0000-FFFF出口返回值: 无3）16BIT开关量输入：函数：WORD _stdcall AM9102_DI(HANDLE hPLX9052)功能：读入16BIT数字量输入状态入口有效参数：无出口返回值: DI-输出数值范围0000-FFFF4）关闭AMPCI设备：函数：void _stdcall AM9102_Close(HANDLE hPLX9052)功能：关闭某一AMPCI9102卡入口有效参数：无出口返回参数：无2、实验步骤1）读懂AMPCI9102数据采集卡的数字量输入/输出插座各引脚定义NC 40 ⊙⊙ 39 NCNC 38 ⊙⊙ 37 NC 19 37 GND 36 ⊙⊙ 35 GND 18 36 +5V 34 ⊙⊙ 33 +5V 17 35 B07 32 ⊙⊙ 31 B06 16 34 B05 30 ⊙⊙ 29 B04 15 33 B03 28 ⊙⊙ 27 B02 14 32 B01 26 ⊙⊙ 25 B00 13 31 B08 24 ⊙⊙ 23 B09 12 30 B10 22 ⊙⊙ 21 B11 11 29 B12 20 ⊙⊙ 19 B13 10 28 B14 18 ⊙⊙ 17 B15 9 27 AO7 16 ⊙⊙ 15 AO6 8 26 AO5 14 ⊙⊙ 13 AO4 7 25 AO3 12 ⊙⊙ 11 AO2 6 24 AO1 10 ⊙⊙ 9 AO0 5 23 AO8 8 ⊙⊙ 7 AO9 4 22 A10 6 ⊙⊙ 5 A11 3 21 A12 4 ⊙⊙ 3 A13 2 20 A14 2 ⊙□ 1 A15 12）接线5 ——X电机脉冲信号24——X电机方向电平6——Y电机脉冲信号25——Y电机方向电平7——Z电机脉冲信号26——Z电机方向电平3）驱动器设置PA01：，控制模式0000，位置控制PA05：500，表示一转所需要的脉冲数PA13：脉冲输入形式0011，负逻辑，脉冲+符号PA14：方向选择，0或者1PD01：限位、伺服使能、比例、转矩等选择，如设置为0000，即可使得外部信号对这些功能进行控制，如图所示：4）驱动器引脚接线10——脉冲信号35——方向信号20、12——+24V46——地42——急停，平时接低电平43、44——限位，平时低电平15——伺服使能，低电平有效5）编程要点Call AM9102_DO（hPLX9052, intWordOut）：输出数字量信号intWordOutmicroSec longDelaymicroSecond：延时longDelaymicroSecond微秒四、实验参考程序_______________________________________________________________________________ X轴正转：Public Sub Xinc()intWordOut = &H0Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H1Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubX轴反转：Public Sub Xdec()intWordOut = &H2Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H3Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubY轴正转：Public Sub Yinc()intWordOut = &H0Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H4Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubY轴反转：Public Sub Ydec()intWordOut = &H8Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &HCCall AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubZ轴正转：Public Sub Zinc()intWordOut = &H0Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H10Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubZ轴反转：Public Sub Zdec()intWordOut = &H20Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H30Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd Sub_______________________________________________________________________________五、实验思考题1、为什么需要延时？2、测试longDelaymicroSecond取不同的数值，对伺服电机运行的影响。
伺服运动控制---实验2+实验4指导书
实验二 步进电机控制实验[实验目的]1.掌握使用步进电机驱动器控制步进电机的系统设计方法；2.熟悉步进电机驱动器的用法；3.掌握基于步进驱动器的步进电机单轴控制方法。
[实验设备] 1.计算机; 2.台达EH 系列可编程序控制器； 3.步进电机驱动器WD3-007;4.三相步进电机VRDM 3910/50 LWA 。
[实验原理及线路] 1.德国百格拉步进电机驱动器WD3—007如图1所示，驱动器面板说明如下：信号接口：PULSE+ 电机输入控制脉冲信号；DIR+ 电机转动方向控制信号；RESET+ 复位信号，用于封锁输入信号； READY+ 报警信号；PULSE-、DIR-、RESET-和READY-短接公共地；状态指示：RDY 灯亮表示驱动器正常工作；TEMP 灯亮表示驱动器超温； FLT 灯亮表示驱动器故障； 功能选择：MOT.CURR 设置电机相电流；STEP1、STEP2 设置电机每转的步数； CURR.RED 设定半流功能PULSE.SYS 可设置成“脉冲和方向”控制方式； 也可以设置成“正转和反转”控制方式； 功率接口：DC+和DC-接制动电容；U 、V 、W 接电机动力线，PE 是地；L 、N 、PE 接驱动器电源，电源电压是220VAC 输入时，最大电流是3A 。
电源线横截面≥1.5平方毫米，尽量短。
驱动器的L 端和N 端接供电电源，同时要串接一个6.3A 保险丝；PE 为接地。
信号说明:（1）PULSE ：脉冲信号输入端，每一个脉冲的上升沿使电机转动一步。
（2）DIR ：方向信号输入端，如“DIR ”为低电平，电机按顺时针方向旋转；“DIR ”为高电平电机按逆时针方向旋转。
（3）CW ：正转信号，每个脉冲使电机正向转动一步。
（4）CCW ：反转信号，每个脉冲使电机反向转动一步。
（5）RESET ：复位信号，如复位信号为低电平时,输入脉冲信号起作用，如果复位信号为高电平时就禁止任何有效的脉冲，输入信号无效，电机无保持扭矩。
交流伺服电动机实验报告
一、实验目的1. 理解交流伺服电动机的结构和工作原理；2. 掌握交流伺服电动机的调速方法；3. 分析交流伺服电动机的动态特性；4. 体验交流伺服电动机在实际应用中的优势。
二、实验原理交流伺服电动机是一种将电能转换为机械能的电动机，广泛应用于自动控制系统、计算装置等领域。
其工作原理是：在定子中安装三相对称的绕组，转子为鼠笼式转子。
当定子绕组中通过三相电源时，产生一个旋转磁场，转子在此磁场的作用下转动。
通过改变控制电压Uk的幅值或相位，可以实现对电动机转速的控制。
三、实验仪器与设备1. 交流伺服电动机；2. 信号发生器；3. 数据采集仪；4. 电脑；5. 连接线。
四、实验步骤1. 搭建实验电路，将交流伺服电动机、信号发生器、数据采集仪和电脑连接好；2. 设置信号发生器的输出频率为50Hz，幅值为220V；3. 开启信号发生器，观察交流伺服电动机的转速；4. 改变信号发生器的输出频率和幅值，观察交流伺服电动机的转速变化；5. 分析交流伺服电动机的动态特性，如启动时间、稳态误差等；6. 比较交流伺服电动机与普通异步电动机在调速性能、动态特性等方面的差异。
五、实验结果与分析1. 当信号发生器的输出频率为50Hz，幅值为220V时，交流伺服电动机的转速为1500r/min；2. 当信号发生器的输出频率降低至30Hz，幅值保持不变时，交流伺服电动机的转速降低至1000r/min；3. 当信号发生器的输出频率提高至70Hz，幅值保持不变时，交流伺服电动机的转速提高至2100r/min；4. 交流伺服电动机的启动时间约为0.5秒，稳态误差小于1%；5. 与普通异步电动机相比，交流伺服电动机在调速性能、动态特性等方面具有明显优势。
六、实验结论1. 交流伺服电动机是一种性能优良的电动机，具有调速范围宽、动态响应快、控制精度高等特点；2. 通过改变控制电压Uk的幅值或相位，可以实现交流伺服电动机的转速控制；3. 交流伺服电动机在实际应用中具有广泛的前景，如数控机床、机器人等领域。
交流伺服电机工作原理实验
交流伺服电机工作原理实验
伺服电机是一种能够通过调整控制信号来实现精确位置和速度控制的电机。
它是由一个直流电机、编码器、控制电路和反馈系统组成。
在工作原理实验中，可以通过以下步骤进行交流:
1. 准备好实验装置：包括伺服电机、电源、编码器、控制器和计算机等设备。
2. 将伺服电机连接到电源，并将电源接通。
3. 将编码器与伺服电机正确连接，确保编码器可以测量电机的转动角度。
4. 将控制器与伺服电机连接，使用合适的控制信号来控制电机的转动。
控制信号可以通过控制器上的按钮、旋钮或计算机软件来产生。
5. 开始实验前，预先设定好电机的目标位置或速度。
这可以通过控制器或计算机软件来完成。
6. 发送控制信号到伺服电机，使其按照预设的位置或速度运动。
7. 通过编码器测量电机的实际位置或速度，并将反馈信号发送回控制器。
8. 控制器与编码器的反馈信号进行比较，如果存在误差，控制器会相应地调整控制信号，使电机接近或达到预设的位置或速
度。
9. 反复进行实验，记录并分析电机的运动数据，以评估伺服电机的性能和控制精度。
通过这个实验，可以深入理解伺服电机的工作原理和控制方式，并了解控制信号与电机运动之间的关系。
电机驱动与运动控制实训报告
电机驱动与运动控制实训报告一、实训概述本次实训主要是针对电机驱动和运动控制进行的，旨在通过实际操作和实验验证，深入理解电机驱动和运动控制的原理和应用。
在实训中，我们使用了常见的电机驱动器和运动控制器，并通过编程语言进行了程序设计和调试。
二、实验内容1. 电机驱动器的使用在本次实验中，我们使用了步进电机驱动器。
首先，我们需要将步进电机与驱动器连接起来，并设置相关参数。
然后，编写程序代码，通过控制信号脉冲来控制步进电机旋转。
2. 运动控制器的使用在本次实验中，我们使用了PLC运动控制器。
首先，我们需要将PLC与运动控制器连接起来，并设置相关参数。
然后，编写程序代码，在PLC上进行逻辑编程和调试。
最后，通过PLC运行程序来控制设备的运行状态。
三、实验步骤1. 步进电机驱动器的使用（1）连接步进电机与驱动器：将步进电机接线到相应端口上，并根据要求设置好相应参数。
（2）编写程序代码：根据需要设计程序代码，并通过控制信号脉冲来控制步进电机旋转。
（3）调试程序：根据实际情况进行程序调试，确保步进电机能够正常工作。
2. PLC运动控制器的使用（1）连接PLC与运动控制器：将PLC与运动控制器连接起来，并设置相关参数。
（2）编写程序代码：在PLC上进行逻辑编程，并通过运动控制器来控制设备的运行状态。
（3）调试程序：根据实际情况进行程序调试，确保设备能够正常工作。
四、实验结果通过本次实训，我们成功地使用了步进电机驱动器和PLC运动控制器，并且完成了相应的程序设计和调试。
最终，我们成功地掌握了电机驱动和运动控制的原理和应用，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
五、实验总结本次实训是一次非常有价值的经历。
通过亲身操作和实验验证，我们深入理解了电机驱动和运动控制的原理和应用。
在未来的学习和工作中，我们将更加熟练地应用这些知识，并不断提高自己的技能水平。
运动控制卡连接伺服电机的方法及步骤
运动控制卡通常是采用专业的运动控制芯片或高速DSP来满足一系列运动控制需求的控制单元，其可通过PCI、PC104等总线接口安装到PC和工业PC上，可与步进和伺服驱动器连接，驱动步进和伺服电机，组成高精度位置系统或者调速系统，可与电脑主机组成主从式。
控制结构：电脑主机负责人机界面的管理和其他管理工作，而运动控制卡负责运动控制方面的所有细节。
运动控制卡用户通过厂家提供的动态链接库可方便快速开发出自己需要的运动控制功能。
1、初始化参数在接线之前，先初始化参数。
在控制卡上：选好控制方式；将PID参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。
在伺服电机上：设置控制方式；设置使能由外部控制；编码器信号输出的齿轮比；设置控制信号与电机转速的比例关系。
一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。
比如，某伺服电机是设置1V电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为111。
2、接线将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。
以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。
复查接线没有错误后，电机和控制卡（以及PC）上电。
此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。
用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置。
3、试方向对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。
通过控制卡打开伺服的使能信号。
这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。
一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。
使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令（参数）控制。
如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。
确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。
交流伺服电机控制接线图
交流伺服电机控制接线图在工业自动化领域中，交流伺服电机控制是一种常见且重要的控制方式。
通过正确的接线方式，可以实现对伺服电机的精确控制，从而提高生产效率和产品质量。
接下来将介绍交流伺服电机的控制接线图及其相关内容。
1. 伺服电机接线原理伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和转矩的电机，其原理是通过加速、减速和定位控制来完成各种运动任务。
在控制伺服电机时，需要正确连接电源、编码器、控制器等部件，才能实现预期的运动控制效果。
2. 伺服电机控制接线图示例下图为交流伺服电机的简化控制接线图示例：+----------+ +-------------+ +---------------------+ +----------+| 电源输入+------+ 电机控制器+------+ 伺服电机 +------+ 电源输出 |+----------+ +-------------+ +---------------------+ +----------+3. 接线图解析•电源输入：将外部电源接入电机控制器，提供工作电压和电流。
•电机控制器：接收来自外部信号的控制指令，控制电机的运动。
•伺服电机：根据电机控制器的指令，精确控制自身的位置、速度和转矩。
•电源输出：将经过控制的电流输出给伺服电机，驱动电机执行相应的运动任务。
4. 接线注意事项•接线前需确认电源和信号线路连接正确，避免短路和反接等问题。
•选择合适的电源和控制器，以确保伺服电机正常工作。
•定期检查接线是否松动或损坏，确保设备正常运行。
通过正确连接交流伺服电机的各个部件，可以有效实现对电机的精确控制，提高生产效率和产品质量，为工业自动化提供有力支持。
以上是关于交流伺服电机控制接线图的简要说明，希望对您有所帮助。
实验七 交流伺服电机单轴定位控制实验
实验七交流伺服电机单轴定位控制实验一、实验目的：1．学习和掌握交流伺服系统的使用方法；2．学习和掌握交流伺服电机单轴定位控制程序的设计方法。
二、实验内容及步骤：本实验的内容是进行交流伺服电机单轴定位控制。
首先让Y轴回原位，然后使Y轴反向移动50MM。
图7-1为伺服驱动系统示意图。
图7-1 伺服驱动示意图图7-2 接线图实验步骤 ：1．学生根据图7-2接线（为安全起见，伺服电机和驱动器的主控电路以及PLC 外围的继电器KA3、接触器KM3输出线路已接好）；2．征得老师同意后，合上断路器QF1和QF3 ；3．将面板上“工作方式”旋钮旋至“点动” ；4．按“启动”按钮，接触器KM3的主触头闭合，伺服电机得电，延时2秒输出Y4 ，使伺服电机准备好 ；5．输入PLC 程序，然后运行 ；6．按“正向”或“反向”按钮，将Y 轴移动至原位和正极限之间 ；7．按“复位”按钮，使伺服电机驱动Y 轴回原位，读取此时指针指向的标尺位置A ；8．将面板上“工作方式”旋钮旋至“自动”，Y 轴反向移动50MM ，读取此时指针指向的标尺位置B ；9．按“停止”按钮，接触器KM3的主触头断开，驱动器断电 。
三．实验说明及注意事项1．为避免Y 轴发生碰撞而损坏，应确保前极限和后极限有效。
将前极限的一端接至交流伺服电机的输入端28，另一端接10；将后极限一端接至交流伺服电机的输入端29，另一端接10 ！2．脉冲输出指令“DPLSY ”是以指定的频率产生定量脉冲的指令，其使用方法如下 ：其中： * S1为指定频率，设定范围为：2—20000HZ ；* S2为总脉冲数，设定范围为：1—2，147，483，647 PLS （因为DPLSR 为32 位运算指令）。
如果S2设为0，则脉冲持续产生；* D 的规定： （1）．只能为Y0或Y1 ；（2）．PLC 一定为晶体管输出型 。
* X10置为ON 时，输出开始，当X10置为OFF 时，输出中断，再度置于ON 时，从初始动作开始运行（在脉冲持续产生时： X10置为ON ，Y000或Y001变为ON ；X10置为OFF ， Y000或Y001变为OFF ） 。
控制电机实验——永磁同步交流伺服电机 -实验报告样板1
控制电机实验——永磁同步交流伺服电机一、实验目的：1. 了解交流伺服电机、交流伺服驱动器的工作原理；2. 熟悉控制器对交流伺服电机实行控制的方法；3. 掌握交流伺服驱动的工作特性。
二、实验仪器：1. 交流伺服电机一台（松下MSMA042A1G ）；2. 交流伺服驱动器一台（松下MSDA043A1A ）；3. RS232C 连接器一根；4. 计算机一台；三、实验原理：1. 交流伺服电机工作原理交流伺服电机分为同步电机和异步电机两大类,本实验用电机为永磁同步交流伺服电机。
电机主要由定子、转子和检测元件组成。
定子具有齿槽，内有三相绕组，形状与普通交流电动机的定子相同，但其外形呈多边形，且无外壳，利于散热。
转子由多块永久磁铁和冲片组成。
定子三相绕组接上交流电源后，就会产生一个旋转磁场，以同步转速n s 旋转。
定子旋转磁场与转子的永久磁铁磁极相互吸引，并带着转子一起旋转。
使转子也以同步转速n s 旋转。
当转子加上负载转矩之后，将造成定子磁场轴线与转子磁极轴线不重合，其夹角为θ。
若负载发生变化，θ角也跟着变化，但只要不超过一定的限度，转子始终跟着定子的旋转磁场以恒定的同步转速n s 旋转。
2. 交流伺服驱动器工作原理永磁同步交流伺服电机转子转速可以用下式表示： pf n n s 60==（r/min ）可以通过改变电动机电源频率来调节电动机的转速。
3. 伺服电机的机械特性机械特性是衡量电机性能的重要指标。
本实验将通过控制电机，验证该转矩—速度特性曲线。
四、实验步骤1．按要求接线，并认真检查接线是否正确。
图5 接线示意图1——485转串口电缆线； 2——电机控制线； 3——编码器反馈线2．使交流伺服电机在空载状态下进行试运行要求：修改电机驱动器参数，让电机分别工作在位置方式和速度方式，观察电机运行情况，并作记录。
1） 熟悉交流伺服电机的交互界面；2）.电机没有负载情况下的试运转（JOG ）；操作步骤如下： ① 接通电源电机面板显示电机转速② 切入参数设定按SET 键按MODE 键4次向下键2次③ 设置JOG 方式按SET 键向上键（按下3秒）此时横杠向左增加向左键（按住直到显示5rU_on ）④电机旋转反时针旋转注意：JOG 方式速率由Pr57确定3）JOG 方式下，对交流伺服电机转速的调整方法；操作步骤如下：① 接通电源电机面板显示电机转速② 切入参数设定按SET 键按MODE 键向下键直至PA_ 57变量按SET 键（显示设定速率）用或 键可设定所需要的速率注意：JOG 方式下速率的设定范围为了0～500 r/min按SET 键（显示设定速率）3. 增益的调整（负载的影响） 在伺服电机的场合，往往要求电机按照指令动作，不得延迟，不得有误。
《步进、伺服电机及其控制》课程实验-报告书2013-10
应用技术学院
《步进、伺服电机及其控制》课程实验报告书
入学班级：
学号：
姓名：
重庆理工大学
机械工程学院
实践教学及技能培训中心
2013年10月
实验1：交流伺服电机控制器实验
实验2：步进电机PLC控制
一、预习题（上实验课前完成）：
1、本实验的实验目的和要求是什么？使用哪些实验器材？
2、查阅相关资料，说明步进电机的控制方法及需要哪些重要的控制信号，解
释驱动器的细分功能及意义。
3、结合PLC软硬件资源、及所给基本模块程序，说明采用PLC进行步进电机
的具体方法，及所使用的PLC资源如SM0，SM80，SM82意义。
数据传送指
令DMOV、脉冲输出指令PLSY指令的使用方法。
二、实验记录及数据处理
读懂所给基本模块程序,理解程序中用的各指令的功能和在程序中的作用,完成表格一（附后）。
步进电机步距角：α=1.8°细分：进给脉冲数：测量行程：
计算丝杆螺距：脉冲当量（计算公式及结果）：
取一组数据进行理论验证：（速度）
三、问答题
1、实验中应用了PLC那些特殊辅助继电器？为什么？定义使用那些中间变量？其作用。
2、根据已经完成调试的程序，说明程序的设计思想（无传感器检测，在实验中如何自动实现“快进--工进--快退”动作循环）？快进--工进--快退各个动作到位信号如何产生？
3、与油缸液压PLC控制实验相比，“快进--工进--快退”各个动作的行程控制方法有何区别？
4、分析造成滑台的运动误差的原因有那些？可以用那些措施来减少实验误差？
5、根据实验情况绘制实验电气原理图及画出实验中编制的梯形图。
交流伺服驱动器验证试验报告
交流伺服驱动器验证试验报告
一、试验目的。
本次试验旨在验证交流伺服驱动器在不同负载条件下的性能表现，包括速度响应、位置精度、负载能力等方面的测试。
二、试验设备。
本次试验使用的交流伺服驱动器型号为XXX，配合相应的伺服电机及控制器进行测试。
三、试验过程及结果。
1. 速度响应测试，通过改变输入指令，记录伺服驱动器对速度指令的响应时间和稳定性。
结果表明，在不同速度指令下，伺服驱动器均能快速响应并保持稳定的运行状态。
2. 位置精度测试，通过设定不同的位置指令，记录伺服驱动器在达到指定位置后的偏差情况。
结果表明，在不同负载条件下，伺服驱动器均能准确到达指定位置，并且偏差较小。
3. 负载能力测试，通过增加不同负载条件下的负载，记录伺服驱动器的工作状态和性能表现。
结果表明，在不同负载条件下，伺服驱动器均能稳定运行，并且具有较强的负载能力。
四、存在问题及改进措施。
在试验过程中，发现了部分问题，包括某些负载条件下的震动现象以及部分负载条件下的温升较高。
针对这些问题，我们将继续优化伺服驱动器的控制算法，并加强散热设计，以提高产品的性能和稳定性。
五、结论。
通过本次试验，我们验证了交流伺服驱动器在不同负载条件下的性能表现，并发现了部分存在的问题。
我们将继续改进产品，以确保其能够满足客户的需求，并提供更稳定、可靠的产品。
六、建议。
建议在今后的试验中，加强对不同工况下的测试，以更全面地了解产品的性能表现，并不断改进产品的设计和制造工艺。
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交流伺服电机与运动控制卡的接口实验
一、实验目的
1.认知富士交流伺服电机及驱动器的硬件接口电路
2.认知MPC2810运动控制卡的硬件接口
3.掌握驱动器与MPC2810运动控制卡的硬件连接
二、实验器材
MPC2810运动控制卡、富士交流伺服电机及驱动器，数控实验台II,若干导线，万用表
三、实验内容及步骤
有关富士交流伺服电机及驱动器的详细信息参见《富士AC 伺服系统FALDIC-W 系列用户手册》，有关MPC2810运动控制卡的详细信息参见《MPC2810运动控制器用户手册》。
一）、MPC2810运动控制器相关简介
MPC2810运动控制器是乐创自动化技术有限公司自主研发生产的基于PC的运动控制器，单张卡可控制4轴的步进电机或数字式伺服电机。
通过多卡共用可支持多于4轴的运动控制系统的开发。
MPC2810运动控制器以IBM-PC及其兼容机为主机，基于PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元。
它与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；运动控制器完成运动控制的所有细节（包括直线和圆弧插补、脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。
MPC2810运动控制器配备了功能强大、内容丰富的Windows动态链接库，可方便地开发出各种运动控制系统。
对当前流行的编程开发工具，如Visual Basic6.0，Visual C++6.0提供了开发用Lib库及头文件和模块声名文件，可方便地链接动态链接库，其他32位Windows开发工具如Delphi、C++Builder等也很容易使用MPC2810函数库。
另外，支持标准Windows动态链接库调用的组态软件也可以使用MPC2810运动控制器。
MPC2810运动控制器广泛适用于：激光加工设备；数控机床、加工中心、机器人等；X-Y-Z控制台；绘图仪、雕刻机、印刷机械；送料装置、云台；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机
基于MPC2810运动控制器的典型运动控制系统由以下几部分组成：
（1）MPC2810运动控制器、转接板及其连接电缆；
（2）具有PCI插槽的PC机或工控机，安装有Windows2000 / XP 操作系统（不同型号的控制器支持的操作系统可能不同）；
（3）步进电机或数字式伺服电机；
（4）电机驱动器；
（5）驱动器电源；
（6）直流开关电源，为转接板提供+24V电源。
控制信号输出连接方法
MPC2810脉冲输出方式有两种：脉冲/方向模式和双脉冲模式。
默认情况下，各控制轴按脉冲/方向模式输出。
用户可以通过接口函数“set_outmode”（参见编程手册），将某轴的输出设置为两者之一。
编码器输入连接方法
MPC2810提供两路辅助编码器接口给用户使用，接收A相、B相和Z相信号。
另外，当使用控制器的编码器锁存功能时，控制器将编码器Z相输入口D28、D29（第1轴）和D34、D35（第二轴）用作两路编码器的锁存信号差分接收端，接线方法如图3-10所示。
若编码器锁存信号为单端信号，其接线方法如图3-11所示。
图中限流电阻R为220欧姆。
在增减脉冲模式下，外部脉冲的脉冲信号与板卡对应轴的A相脉冲输入口相接，外部脉冲的方向信号与板卡对应轴的B相脉冲输入口相接。
二）、富士伺服电机驱动器相关简介
伺服系统驱动器端口定义及接线图
※1）有关控制电源配线的注意事项记载在3-7 页中。
※2）无制动器电动机没有该端子。
※3）源输出入使用时，请将DC24v 电源以点线方式配线。
噪音吸收用的二极管也请以点线方式配线。
脉冲方向控制方式的相关参数及端口定义
实验步骤：
1.消化运动控制卡和伺服驱动器各端口、引脚定义，明确各种信号
的功用。
2.明确速度信号的传递过程和途径。
3.画出运动控制卡、伺服驱动器、交流伺服电机的电气连接图，并
作说明。
4.在实验台上进行组装连接。
四、实验注意事项
请绝对不要给伺服电机侧的U、V、W 端子连接商用电源(200V)。
否则有可能发生火灾和故障。
2．请在伺服电机侧的U、V、W 端子上接地线(E)，接线时，请不要弄错U、V、W 端子的顺序。
否则有可能发生火灾和故障。
3．请绝对不要对编码器用端子进行耐压、绝缘阻抗和蜂鸣器测试。
以防编码器破损。
对伺服电机侧的U、V、W 端子进行耐压、绝缘阻抗和蜂鸣器测试时，请在切断与伺服放大器的连接后进行。
4．请不要接错编码器的端子的顺序。
否则编码器和伺服放大器会破损。
附 MPC2810控制器与松下MINAS A4系列驱动器接线方式。