电动机控制实验指导

东莞理工学院自编教材

机电传动控制实验指导

——基于DRlab虚拟实验平台

王卫平黄泳波李帅编写

东莞理工学院机电工程系

2007年7月

目录

实验一实验平台的了解 (2)

实验二电器基本元件的认识实验 (6)

实验三直流电机特性实验 (8)

实验四步进电机传动控制系统实验 (9)

实验五直流电机速度调节和方向控制实验 (10)

实验六直流电机位置PID控制实验 (11)

实验一实验平台的了解

一、实验目的

1．了解实验平台的基本构成

2．了解虚拟仪器实验平台DRlab的工作原理

二、实验设备简介

1．软件简介

DRLab实验室的核心是DRVI可重组虚拟仪器实验平台和DRLink可重组计算机实验平台。DRVI可重组虚拟仪器实验平台由德

普施科技自主研发；DRLink是在DRVI可重

组虚拟仪器实验平台的基础上开发德可重组

计算机控制平台，具有所有DRVI所具有的

优点和特色；DRVI/DRLink实验平台是基于

软件总线和软件芯片技术结构，采用软件总

线开放结构和COM/DCOM组件的即插即用

特性，具有PC开放结构、模块化、组件化的

特点，是面向用户的可在线编程、调试和重

组的新型虚拟实验技术。DRVI/DRLink平台

实验组建过程没有编译、链接环节，支持软

件模块热插/拔和即插即用，系统开发平台和

运行平台一体化，实验环节功能可根据需要

完全由用户自己设计、定义，而不是仅能由

专业开发人员定义。

2．软件功能

1）可视化、图形化编程

DRVI/DRLink是一个可视化、图形化的支持软件芯片插接的操作平台，该操作平台提供了虚拟仪器软件面包板、软件芯片插件组、快捷工具、嵌入式Web服务器、VBScript脚本语言、浏览器信息栏等功能支持。如图所示。

2）开放性软件平台

为方便进行功能扩展和二次开发，DRLab系列软件平台提供了三重扩展方式：

采用VC设计DLL扩展插件，通过添加扩展件的方式添加到“用户定义软件芯片扩展插件组”中使用

采用VBScript设计ActiveX扩展插件，通过“扩展件”菜单中的“添加VB ActiveX控件”功能添加到软件平台上使用

使用VBScript脚本芯片，用Signal VBScript中的函数进行编程，设计用户自定义芯片，完成特殊功能

3）丰富的软件芯片集

DRLab系列软件平台提供从操作按钮、信号源、硬件控制、曲线显视到信号分析处理、微积分环节、振荡环节、PID调节环节等共计200个软件芯片，利用这些软件芯片可很方便的搭建各种测试控制环节。

4）形像的虚拟仪器仿真面板

使用期DRVI 虚拟仪器平台可以很方便的搭建各种虚拟仪器，比如频谱分析仪、数字滤波器、频率计、双踪示波器、数字万用表、噪声测试仪等等。

3. 运动控制台

DRYDC-A型运动控制台的结构如图所示

1）电源开关

2）电源指示LED

3）运动控制卡工作指示LED

4）直流电机光电（编码盘）对管

5）直流电机光电编码盘/皮带减速传动机构

6）直流电机

7）步进电机

8）涡轮—涡杆减速传动机构

9）运动位置指示标尺

10）（微动）限位开关A

11）电涡流限位开关A

12）零位（中心）定位光电对管

13）位置指示器

14）电涡流限位开关B

15）（微动）限位开关B

16）直流电机位置反馈机构

DRYDCT型运动控制台实验模块是德普施科技为方便机电控制类实验开设而研制的，具有结构合理、使用方便、开设多实验项目的特点。主体部分DRYDC-B型电机控制台由步进电机、直流电机、涡轮涡杆机构、红外对射式传感器、电涡流与机械限位器、转速测量传感器、直线位移标尺、以及位移测量装置构成，结合运动控制模块（注：运动控制模块集成于电机控制台架中），可完成各类电机及其控制实验。

4. DRMC-B运动控制器

各种开球运动系统的控制试验。

5. DRDAQ-USB 型数据采集卡

DRDAQ-USB 型数据采集是配套DRLAB 创新实验室（检测技术与传感器实验以及控制原理与控制工程实验室）使用的集成式USB 接口数据采集仪。数据采集仪与PC 机之间通过专用USB 电缆连接，集软件加密、前端信号采集、信号激励输出、数字输入输出等功能于一体。采集仪采用配套开关电源供电，提供8通道的模拟信号输入、2通道的模拟信号输出、16路数字输入、16路数字驱动器输出 等功能，12Bit 分辨率，最高400KHz 采样频率。

DRDAQ-USB 型数据采集仪集成在DRMU-ME-C 型综合实验桌内部，在使用过程中，应注意如下事项： 将采集的信号插在指定的通道上，注意接入的信号电平范围：-5V~+5V 。数据采集仪设计时具有一定的

过压保护功能，但长时间过压使用或者短暂高压使用会损坏仪器。

启动开关，实验仪面板上的绿色电源指示灯高亮，数据采集仪处于就绪等待工作状态，启动DRVI 软件，进行联机注册后就可以正常使用。本采集仪在与DRVI 软件配套使用时，不需要安装额外的驱动软件，插上电源后可直接使用。 6. 综合实验桌

综合实验桌是德普施科技开发用于综合传感器、机电测试、控制区工程等课程的综合实验桌，其上可组合七种不同的实验模块，具有组装灵活、切换方便、经济实用等特点。为充分利用空间、尽可能方便用户，实验桌后部和左下部设计了储藏柜，德普施科技所配置的部分实验台架可以存放在储藏柜中，方便使用和管理。 7. 设备连接

DRYDC-A 型运动控制卡使用通用串口线与计算机的口若悬河相接，其电源使用专用5芯接口与

DRMU-ME-B 型综合实验桌的电源接口相接。在使用DRLink 作为实验室的软件平台时，还

需要将采集卡通过并口线接入计算机。（DRMU-ME-B 型综合实验桌内己经安装了信号采集卡，计算机安装在实验桌内的时候己经连接好了并口线，所以，在实验的准备过程中，只需要将串口线和电源线连接到实验桌上即可。）下图是运动控制台6、信号采集卡与计算机的