2015 运动控制(一)实验指导书
运动控制系统实验(81人32页)文档(1)
运动控制系统实验指导书朱海忱杨阳编著长春理工大学电信学院自动化系2009-9-7目录实验一晶闸管直流调速系统主要单元的调试 (2)实验二单闭环不可逆直流调速系统实验 (5)实验三逻辑无环流可逆直流调速系统实验 (11)实验四双闭环三相异步电机串级调速系统实验 (22)实验五单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验 (27)实验六双闭环控制的直流脉宽调速系统（H桥） (30)实验一晶闸管直流调速系统主要单元的调试一、实验目的(1)熟悉直流调整系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
(2)掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)速度调节器的调试(2)电流调节器的调试(3)“零电平检测”及“转矩极性鉴别”的调试(4)反号器的调试(5)逻辑控制器的调试四、实验方法将DJK04挂件的十芯电源线与控制屏连接，打开电源开关，即可以开始实验。
(1)速度调节器的调试①调节器调零将DJK04中转速调节器所有输入端接地，将串联反馈网络中的电容短接（即将转速调节器的“4”，“5”两端用导线短接），使电流调节器成为P (比例)调节器，并将调节放大倍数的电位器RP4顺时针转到底（即放大倍数最小）。
调节面板上的调零电位器RP1，用万用表的毫伏档测量电流调节器“6”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零。
②调整输出正、负限幅值将转速调节器的输入端和反馈电路电容短接线去掉，使调节器成为PI (比例积分)调节器，然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP2，观察输出负电压的变化，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP1，观察调节器输出正电压的变化。
③测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（将“4”、“5”端短接），使速度调节器为P（比例）调节器，在调节器的输入端分别逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅，并画出曲线。
《运动控制系统》实验指导书
《运动控制系统》实 验 指 导 书实验一转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验实验二双闭环可逆直流脉宽调速系统实验实验三异步电机变频调速的实验控制工程学院自动化教研室2010-5实验一转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验一、实验目的1.掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的组成及主要单元部件的工作原理。
2.熟悉直流PWM专用集成电路TL494的组成、功能与工作原理。
3.熟悉H型PWM变换器的各种控制方式的原理与特点。
4.掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
5.熟悉转速环在直流调速系统中的作用。
二、实验内容1.PWM控制器TL494性能测试。
2.控制单元调试3.系统开环调试4.系统闭环调试三、实验系统的组成和工作原理组成：将反映转速变化情况的测速发电机电压信号经速度变换器后接至速度调节器的输入端，与给定电压比较，速度调节器的输出用来控制PWM调制器，从而构成速度系统。
转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验线路图如图1-1所示。
图 1-1 转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验线路图工作原理：图中可逆PWM变换器主电路是采用MOSFET所构成的H型结构形式。
脉宽调制发生器采用TL494集成芯片。
给定值U g与转速反馈U fn叠加后经速度调节器ASR 的PI调节作为PWM的控制电平U ct，PWM调制器产生一频率不变的矩形脉冲波，其脉冲宽度即占空比将随U ct值的变化而变化，其占空比-1≤ρ≤1。
此PWM经逻辑延时、功放、隔离等处理后，送到开关器件IGBT的栅极，外加三相调压电源经H桥逆变电路输出一与占空比ρ相对应的调制电压，经直流电动机RTDJ32，发电机RTDJ45则作为电动机的负载，由同轴上的测速发电机RTDJ47取得速度反馈信号。
本实验可设定不同的给定量，速度反馈量，以完成开环、速度单闭环的调速实验。
四、实验设备及仪器1.电力电子实验台；2.RTDL04电容箱3.RTDL05A直流调速控制箱；4.RTDL15直流脉宽调速系统；5.RTDJ10三相可调电阻；6.RTDJ32直流并励电动机；7.RTDJ45校正直流电机；8.RTDJ47电机导轨及测速发电机；9.万用表（自备）；10.示波器（自备）。
《运动控制系统》实验指导书[新][152023]
![《运动控制系统》实验指导书[新][152023]](https://img.taocdn.com/s3/m/f651f848ddccda38376baf9e.png)
一、运动控制系统实验项目一览表实验室名称：电机拖动实验室课程名称：运动控制系统适用专业：电气工程及自动化、自动化实验总学时：16设课方式：课程实验（“课程实验”或“独立设课”二选一）是否为网络实验：否（“是”或“否”二选一）实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试一．实验目的1．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2．掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二．实验内容2．电平检测器的调试3．反号器的调试4．逻辑控制器的调试三．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。
2．NMCL—31A组件3．NMCL—18组件4．双踪示波器5．万用表四．实验方法1．速度调节器（ASR）的调试按图1-5接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。
注意：正常使用时应“封锁”，以防停机时突然启动。
（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端接可调电容，使ASR调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由NMCL—31的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2，使输出正负值等于 5V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
（3）观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线接入5~7uf电容，（必须按下选择开关，绝不能开路），突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
2．电流调节器（ACR）的调试按图1-5接线。
（1）调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接可调电容，使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值大于 6V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
运动控制工程基础实验指导书
运动控制工程基础实验指导书实验目的该实验指导书旨在帮助学生掌握运动控制工程的基本知识和技能，通过实际操作提升学生对运动控制工程的理解和实践能力。
实验要求1. 学生需提前研究相关的理论知识，包括运动控制算法、控制器的原理和示波器的使用方法。
2. 学生需具备一定的电路基础和编程基础，能够独立完成实验设备的搭建和程序的编写。
3. 学生需按照实验指导书的步骤进行实验，并记录实验数据和观察结果。
实验设备1. 运动控制器：型号 XYZ-1232. 电机：型号 ABC-4563. 示波器：型号 DEF-789实验步骤1. 连接电路：将运动控制器与电机和示波器正确连接，并确保电路连接稳固。
2. 编写程序：使用指定的编程软件编写控制程序，实现电机的运动控制。
3. 调试程序：通过示波器观察电机的运动情况，调试程序以确保电机的运动符合预期。
4. 记录数据：记录实验中的关键数据，包括电机的运动速度、加速度等参数。
5. 分析结果：根据实验数据和观察结果，分析电机的运动特性和控制效果。
实验注意事项1. 进行实验时需注意安全，避免电路短路和故障，遵守实验室安全规定。
2. 实验过程中如遇到问题，应及时寻求指导老师的帮助。
3. 完成实验后，应将实验设备归位并保持实验室整洁。
实验评估本实验将根据学生的实验数据和报告来评估学生对运动控制工程的理解和实践能力。
学生需撰写实验报告，包括实验目的、步骤、数据和结果分析等内容。
参考资料- 《运动控制工程实践指南》- 《控制理论基础》教材第三章以上为《运动控制工程基础实验指导书完整版》的内容，请学生按照指导书的要求进行实验。
运动控制实验指导书
第一章运动控制系统实验要求一、预习运动控制系统实验前的预习，是进行这种实验前的重要准备工作，是保证实验顺利完成的必要步骤。
要求做到以下几点：（1）复习课程中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。
（2）认真阅读实验指导，要求：①明确实验目的、要求和内容，看清实验注意事项；②画出实验线路，明确接线方式，拟出实验步骤；③列出实验时需记录的表格，算出要求事先计算的数据；④初步分析实验思考题。
（3）实验前，要到实验室熟悉所用装置，记录必要的设备参数。
（4）实验分组进行，每组4—6人。
在每人独立进行预习的基础上，每位同学在做实验前要交出一份预习报告，经教师审阅并同意后，方能进行实验。
二、实验实施整个实验过程中必须严肃认真，集中精力及时做好实验。
实验时要做到以下几点：（1）实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。
（2）指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能与使用方法。
（3）按实验小组进行实验，组长负责实验的安排，明确分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠，务求在实验过程中人人动手、个个主动、分工配合、协调操作，做到实验内容完整、数据正确。
（4）按拟订的实验线路及选用的设备，按图接线，力求简单明了。
接线次序为先主电路，后控制电路；先串联，后并联。
主回路与控制回路应分清，根据电流大小，主回路用粗导线连接，控制回路用细导线连接，每个接线柱上的接线尽量要少。
（5）完成实验系统接线后，必须进行自查。
串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项检查各仪表、设备、负载的位置、极性等是否正确；联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。
距离较远的两连接端必须选用长导线直接跨接，不得用2根导线在实验装置上的某接线端进行过渡连接。
（6）为了确保安全，线路自查后应请指导教师检查，确认无误后方可通电。
运控系统试验参考指导书
逻辑无环流直流调速系统实验一、实验目：1. 理论联系实际，把“自动控制系统”、“电力电子变流技术”等课程所学理论应用于实际，掌握和巩固可逆调速系统构成工作原理和重要优缺陷。
2. 熟悉和掌握逻辑无环流可逆调速系统调试办法和环节。
3. 通过实验，分析和研究系统动、静态特性，并研究调节器参数对动态品质影响。
4. 通过实验，使同窗提高实际操作技能，培养分析和解决问题能力。
二、实验内容：1. 各控制单元调试。
2. 整定电流反馈系数β，转速反馈系数a，整定电流保护动作值。
3. 测定开环机械特性及高、低速时静特性n=f(Id)。
4. 闭环控制特性n=f(Id)测定。
5. 变化调节器参数，观测、记录电流和速度起制动动态波形。
三、实验规定：1. 预习：(1)实验前必要掌握系统框图原理、系统各控制单元功能和作用。
(2)熟悉IPS-1实验装置构造，面板布置及系统重要设备参数。
(3)拟定实验详细操作环节，列出所需记录参数表格，实验前由教师抽查，发现未预习者，不得参加实验。
2. 实验技术指标规定：(1)电流超调量σi% ≤5%，并记录关于参数对σi%影响，用理论计算分析误差因素。
(2)转速超调量σn% ≤10%，并记录关于参数对σn%影响，用理论计算分析误差因素。
(3)用示波器测定，系统起动、制动，由正转到反转过渡时间。
(4)稳态转速无静差。
3. 实验报告内容：(1)实验线路构成方框图和系统原理图（2#图纸）。
(2)实验内容、环节和办法，实验测定成果数据和波形图。
(3)分析系统相对稳定性、动态波形与参数关系。
(4)提出对本实验改进意见。
四、实验系统构成及工作原理：系统原理框图(见图2)。
图中：GJ(LY101盒)—(见图1)信号给定单元，它有两个输出端。
输出1—给定信号直接输出端；输出2—给定信号经给定积分器(GI)后输出。
[图1 给定单元J图2.系统框图ASR(LY102盒)—(见图3)速度调节器(PI)，它保证稳态时速度无静 差，其输出限幅值作为电流调节器最大电流给定，决定电动机最 大起动电流。
运动控制平台—实验指导书
（（
（卡
卡卡
卡）
））
）：
：：
： 运动控制器就是通过读取PC机把编程语言并把他们转化为控制电机的输入信号，以达
到用户的控制要求的一个装置。
本系统所用控制器型号：GE-300-SV-PCI-R 1
．
．．
．5 系统接线
系统接线系统接线
电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱
动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的
精度（线数）。 步进电机
步ห้องสมุดไป่ตู้电机步进电机
步进电机（
（（
（及其驱动器
及其驱动器及其驱动器
及其驱动器）：
）：）：
1实验
实验实验
实验1 了解运动控制实验系统
了解运动控制实验系统了解运动控制实验系统
了解运动控制实验系统 1．
．．
．1 实验目的
实验目的实验目的
实验目的 1、了解运动控制系统中的步进电机，伺服电机，变频电机，及其他们的驱动，并掌握
步进电机与伺服电机的区别。
图2.2 运动控制器的端子板外形结构图
表2-1 GE-X00-SX 端子板接口定义
5硬件
硬件硬件
硬件安装步骤
安装步骤安装步骤
安装步骤：
：：
： 请按照以下安装步骤建立控制系统：
步骤
步骤步骤
步骤1：将运动控制卡插入计算机；
1. 用随板配备的62-Pin 扁平电缆，将运动控制器的CN2 接口与转接挡板（ACC1）相连接。
电机与运动控制系统实验指导书
实验一 直流他励电动机一．认识1.了解 MCL--1 实验台中的直流稳压电源、测功机、变阻器多量程直流电 压表、电流表、直流电动机的使用方法。
2.直流并励电动机电枢串电阻起动。
3.改变串入电枢回路电阻或改变串入励磁回路电阻时，观察电动机转速变化情况。
1.实验操作步骤1.仪表和变阻器的选择仪表的量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择。
(1)电压量程的选择如测量电动机两端为220伏的直流电压，选用直流电压表应为300伏量程档。
(2)电流量程的选择因为电动机的额定电流为1.1安，测量电枢电流的电表A 可选用直流电流表的5A 量程档；额定励磁电流小于0.16安，电流表A 2 选用200mA 量程档。
(3)变阻器的选择变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定。
2.实验仪器： （1）M03电机(2)MEL-09电阻箱（R 1 = 100Ω、R f =3000Ω）(3)测功机及导轨(4)直流电压表、电流表在主屏左上方。
(5)直流电源在主屏右下方。
3.直流并励电动机的起动 实验线路如图1-1所示。
图中M 为直流并励电动机M03， 其额定功率P N =185Ｗ,额定电压U N =220V ，额定电流I N =1.1A ，额定转速n N =1600r ／min ，额定励磁电流I fN ＜0.16A 。
G 为测功机，TG 为测速发电机。
直流电压电流表选用主屏面上的直流表,R 1选用MEL-09挂箱上电阻值为100Ω、电流为1.22A 的变阻器作为直流并励电动机的起动电阻。
R f 选用MEL-09挂箱上阻值为3000Ω、电流为200mA 的变阻器，作为直流并励电动机励磁回路串接的电阻。
接好线后，电枢电源的电压应调节到约220V 。
4.并励电动机起动步骤(1)接好线后检查接线是否正确，电表的极性、量程选择是否对，励磁回路接线是否牢靠。
然后，将起动电阻R1调到阻值最大位置，磁场调节电阻R f 调到最小位置，作好起动准备。
运动控制新版系统试验参考指导书
一、运动控制系统试验项目一览表试验室名称: 电机拖动试验室课程名称: 运动控制系统适用专业: 电气工程及自动化、自动化试验总课时: 16设课方法: 课程试验（“课程试验”或“独立设课”二选一）是否为网络试验: 否（“是”或“否”二选一）试验一晶闸管直流调速系统关键单元调试一. 试验目标1. 熟悉直流调速系统关键单元部件工作原理及调速系统对其提出要求。
2. 掌握直流调速系统关键单元部件调试步骤和方法。
二. 试验内容1. 调整器调试2. 电平检测器调试3. 反号器调试4. 逻辑控制器调试三. 试验设备及仪器1. 教学试验台主控制屏。
2. NMCL—31A组件3. NMCL—18组件4. 双踪示波器5. 万用表四. 试验方法1. 速度调整器（ASR）调试按图1-5接线, DZS(零速封锁器)扭子开关扳向“解除”。
注意：正常使用时应“封锁”, 以防停机时忽然开启。
图1-5 速度调节器和电流调节器的调试接线图（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端接可调电容, 使ASR调整器为PI调整器, 加入一定输入电压（由NMCL —31给定提供, 以下同）, 调整正、负限幅电位器RP1.RP2, 使输出正负值等于(5V。
（2）测定输入输出特征将反馈网络中电容短接（“5”、“6”端短接）, 使ASR调整器为P调整器, 向调整器输入端逐步加入正负电压, 测出对应输出电压, 直至输出限幅值, 并画出曲线。
（3）观察PI特征拆除“5”、“6”端短接线接入5~7uf电容, （必需按下选择开关, 绝不能开路）, 突加给定电压, 用慢扫描示波器观察输出电压改变规律, 改变调整器放大倍数及反馈电容, 观察输出电压改变。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
2. 电流调整器（ACR）调试按图1-5接线。
（1）调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接可调电容, 使调整器为PI调整器, 加入一定输入电压, 调整正, 负限幅电位器, 使输出正负最大值大于(6V。
运动控制岗位实训课程实训指导书
运动控制岗位实训课程实训指导书一、概述《运动控制岗位实训》是自动化专业的一门重要的专业技能实训课程，是教学计划规定的一个重要教学环节，是在自动化专业学生学习完《运动控制系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对电力拖动自动控制系统理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力，提高对实际问题的分析和解决能力，以达到理论学习的目的，并培养学生应用计算机辅助设计和撰写实训报告的能力。
本指导书以《运动控制岗位实训》课程大纲为依据，结合自动化专业特点及大纲要求编写，本次实训主要包括运动控制系统的工程设计方法、电机调速系统的设计和控制参数计算、调试系统和参数分析三部份内容。
要求掌握对调速系统进行测试和分析、操作和调试的基本方法、步骤和基本操作技能，具备对控制系统的调试和故障分析的能力。
实训报告应对整个设计过程有清晰的说明，包括设计过程说明、主回路设计说明、控制电路设计说明、调试说明，以及设计计算公式、计算数据、设计图表等内容。
二、课程实训内容（一）组织形式课程实训过程按分组的方式进行，由指导教师向学生发放有关的课程实训背景资料，并向学生讲述课程实训的方法、步骤和要求，设计过程采取课堂集中辅导，分散设计的方式进行。
课程实训按1-4个人为一组，要求在小组内分工协作、充分讨论、相互启发的基础上形成设计方案，课程实训结束要求提交一份课程实训报告书，要求各小组选出一个代表，进行课程实训方案演示和答辩，评出若干优秀设计成果。
（二）内容及时间安排内容：有以下3个设计课题可供选用：A组：直流电动机双闭环调速系统设计。
其实现功能如下：(1)具有对直流电动机的启停、正反转、加减速控制；(2)实现直流电机电流环和速度环的硬件电路设计，并实现对电枢电流、转速数据采集及显示。
(3)调速算法：要求1~2组采用PWM调速，1~2组采用PID调速。
要求：1．方案论证，列举出三种不同的设计方案，指出系统采用的最佳方案；2.采用VISO画出电路的系统结构框图和控制框图，说明电路方案设计的思路、理由或者依据；3.硬件电路设计：主要包括控制电路，驱动电路，测速电路，显示电路，电流、转速数据采集电路，采用AD软件画出各单元子电路具体的电路图，阐述电路的工作原理，介绍电路中主要元器件的作用及其型号参数的确定原则或依据；4．按照工程设计的思想，采用AD软件用A3纸画出完整的电气原理图，介绍整体电路的工作原理，要求布局合理；5．软件设计：完成主程序的流程图和各子程序流程图的设计，并给出源程序代码清单，备注标出源程序每行的意思。
运动控制实验指导书(B1004141-15)-18页word资料
绪论一、DKSZ-1主控制屏DK01介绍一、电源部分电源部分的面板如图0-1所示。
在面板上布置了主电源、低压直流电源的输出端及控制开关、励磁电源输出端、交流电压表、转速表、直流电压表、直流电流表等。
1．主电路电源主电路电源由面板上部的按钮开关控制，按“闭合”按钮，则主电路电源接通，“主电路电源输出”端A2、B2、C2带电。
三相交流电源电压由左上部的交流电压表指示，并由“交流电源电压指示”开关控制而分别观测U AB、U BC、U CA三个线电压。
三相电源均配置有带氖泡指示（熔断时亮）的3A熔断丝。
主电路电源输出端配置有三相电流互感器，为电流反馈、零电流检测，过流保护等提供电流信号，其输出端TA1、TA2、TA3已通过内部连结接至DK02挂箱中电流变换器的相应输入端。
主电路电源的输出电压由“调速电源选择开关”控制；当开关置“交流调速”档时，A2、B2、C2输出线电压250V；当开关置“直流调速”档时，A2、B2、C2输出线电压200V。
2．励磁电源开关拨向“开”励磁电源输出为230V的直流电压，并有发光二极管指示电源是否正常，还接有0.5A熔丝保护。
励磁电源为直流电机提供励磁电流。
由于励磁电源熔丝容量有限，一般不要作为其它直流电源使用。
3．低压直流控制电源低压直流控制电源由面板左上角的“低压控制电源”开关控制，“低压电源输出”端有±15V，+5V，二组+24V低压直流控制电源。
其中±15V电源作为控制系统的电源，其中一组与±15V共地的+24V为脉冲功放级电源，同时连线至DK0l 上的五芯插座，另一组地线单独的24V连线至DK0l左板上的输出插口；+5V电源为交、直流调速系统进行微机控制实验提供了条件。
4．脉冲选择及工作状态指示在面板中间有“触发电路脉冲指示”及“Ⅱ桥工作状态指示”。
当“触发电路脉冲指示”指示为“宽”时，晶闸管上的触发脉冲为后沿固定、前沿可变的宽脉冲链；当“触发电路脉冲指示”指示为“窄”时，晶闸管上的触发脉冲为互差600的双窄脉冲；当“Ⅱ桥工作状态指示”指示为“变频”时，Ⅱ组晶闸管上的触发脉冲来自DK06挂箱上环形分配器产生的逆变器触发脉冲；当“Ⅱ桥工作状态指示”指示为“其它”时，Ⅱ组晶闸管上的触发脉冲为来自GT板的双窄脉冲。
《运动控制系统实验指导书》
实验一通用变频器的面板操作一、实验目的：熟悉通用变频器操作面板的使用二、实验设备：1．汇川MD280系列变频器1台2．三相鼠笼异步电动机（120W）1台三、实验步骤：1．根据下图，正确电动机星型点，正确连接变频器的输入和输出，熟悉操作面板按键功能。
2．实验台接通电源，变频器恢复出厂设置FP-01=1。
3．设置电动机参数：4．设置基本运行参数设置F0-00=0，F0-01=0。
RUN/STOP启动、停止电机运行；通过“▽”、“△”键调整数字设定频率，观察电机运行速度。
15．预设频率和预设频率存储开关F0-02=3，启动电机，调节设定频率，观察数码管显示的设定频率。
6．修改加速时间F0-09和减速时间F0-10参数，观察电机加速过程。
7．减速停车和自由停车。
F4-10=0，减速停车，按照F0-10的减速时间停车；F4-10=1，自由停车；观察变频器启动电机和停止电机运行时，操作面板频率显示值。
8．MF.K键点动功能设置F7-15=3。
9．电动机运行中，自制表格，记录两组以上的运行参数（变频器输出频率和变频器输出电压），绘制U/f直线。
10．修改其它参数并观察效果。
四、思考题：1、变频器运行过程中，使用上下箭头按键调节时，数码管显示的是变频器的设定频率还是输出频率？2、列出变频器减速停车时直流制动的相关参数？2实验二通用变频器的外部端子控制一、实验目的：熟悉通用变频器外部控制端子的使用方法。
二、实验设备：1．汇川MD280系列变频器1台。
2．三相鼠笼异步电动机（120W）1台。
三、实验步骤：1．根据下图，正确连接电动机星型点，正确连接变频器的输入和输出，熟悉变频器端子的功能，连接开关COM至变频器端子板的COM，S1接DI1，S2接DI2，S3连接至DI3，S4连接至DI4。
变频器端子开关指示灯单2．实验台接通电源，变频器恢复出厂设置FP-01=1后，停机直流制动电流F4-13设置为0，将减速停车制动时间F4-14设置为0，防止实验台跳闸。
运动控制实验指导书2015
运动控制实验指导书自动化实验室编河北工程大学信电学院（2015版）目录MCL--Ш型电力电子及电气传动教学实验台使用说明 (1)实验一晶闸管直流调速系统参数测定及调节器的调试 (4)实验二不可逆单闭环直流调速系统 (9)实验三双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 (14)实验四双闭环三相异步电动机串级调速系统 (19)安全注意事项1.本实验室使用强电做实验，实验中发生触电事故应立即切断电源。
参加实验的所有人员都必须知道实验室总电源开关的位置以及实验台上电源开关的位置，以便紧急情况时断开电源。
实验室总电源开关的闭合由实验指导人员负责；实验台上的电源开关接通前要告知周围同学后方可接通。
2.实验中每次接线、拆线或改接线时，都要确保电源已断开。
3.接线时不得出现任何裸漏的带电部分，尤其是悬空裸露的接插件必须严格禁止。
4.测试过程中需要改变示波器信号线或电表表笔测量点时，可以带电操作，但切记只用一只手操作，且不得接触裸漏的可能带电部件。
5.实验中电动机高速旋转，谨防衣服、围巾和头发等卷入其中造成人身伤害。
6.实验完成后立即关断实验台的电源，然后再检查测量结果的正确性和完整性。
实验操作注意事项1.连接实验线路时要按照连接点的距离合理使用不同长度的导线。
完成接线或改接线路后要经指导教师检查通过方可通电实验。
实验完成后把线整理好放在桌面上。
2.实验台总电源开关（钥匙开关等）接通时常出现过流保护误动作，只需按下电源控制屏上过流保护电路的复位按钮SB1解除过流状态即可正常工作。
3.双踪示波器两个探头的地线端是短接的，测量中必须保证两个探头的地线同电位或有良好电气隔离。
本实验室的实验测试中要求两条地线短接或只用一根地线。
4.起动直流电动机前要保证电动机励磁绕组已连接励磁电源，并保证励磁电源开关扳到接通的位置。
发电机的励磁要接并励绕组，不可接串励绕组。
5.直流调速系统开环工作时，给定环节的输出接于触发脉冲控制端。
这种情况下不得在给定环节输出（Ug）较大时直接接通主电源；不得随意扳动给定环节的开关。
运动控制系统实验指导书
运动控制系统实验指导书《运动控制系统》实验指导书上海理工大学光电信息与计算机工程学院20XX年1月目录一、系统硬件平台 ................................................ ................................................... .. (2)引言 ................................................ ................................................... ......................................... 2 平台组成与工作原理 ................................................ ................................................... .............. 2 平台功能 ................................................ ................................................... ................................. 4 二、上位机控制及其监控软件 ................................................ ................................................... . (5)PCI数据采集卡工作原理及其算法 ................................................ ....................................... 5 DSP处理器工作原理及其算法 ................................................ .. (5)三、实验指导 ................................................ ................................................... . (6)实验注意事项................................................. ................................................... ......................... 6 双闭环直流PWM调速系统实验 ................................................ . (6)三闭环直流PWM随动系统实验 ................................................ .. (11)交流电机电压频率协调控制系统实验 ................................................ ................... 14 矢量控制交流调速系统实验 ................................................ ...................................................16 矢量控制交流随动系统实验 ................................................ ...................................................18 四、附件 ................................................ ................................................... . (20)有关接线说明................................................. ................................................... ....................... 20 相关实验系统的构成原理图 ................................................ ...................................................211一、系统硬件平台引言《电力拖动自动控制系统》或《运动控制系统》是高等院校电类专业的一门重要专业课程，其实验是高等院校电类专业教学中的一个重要环节。
运动控制系统实验指导书
实验一异步电机矢量变换控制原理实验一、实验目的：1.了解异步电机转子磁场定向控制的原理结构框图及硬件构成2.了解异步电机转子磁场位置检测电流模型法3.了解异步电动机转子磁场定向控制原理中实现矢量变换的方法及意义二、实验设备三、实验线路及原理1.运动控制系统的硬件配置图1－1 运动控制系统硬件构成图1－1为本系统的硬件配置框图。
THKDSP－1为运动控制实验箱，箱内装有DSP主控板（B1），功率驱动板（B2）及控制电源和功率模块板（B3）。
图1－2为DSP主控板的组成框图。
它包括DSP芯片；RAM芯片IC1、IC2；E2PROM存储器芯片IC3；用于RS232串行通信的接口芯片IC4以及MC－BUS I/O连接器J1、J2。
图1－2 DSP主控板组成框图图1－3为功率驱动板框图。
它包括电动机两相电流I a，I b（Iu、Iv）检测；直流母线电压V dc检测电路；保护电路；PWM信号驱动电路。
图1－3 功率驱动板电路结构框图电源功率模块板包括﹢5V，±15V, +15V三组电源和由六个IGBT构成的逆变电路。
2.异步电动机转子磁场定向控制的原理图1－4 转子磁场定向控制原理框图电机的相电流i a，i b检测之后，经过3/2变换（Park变换）和旋转变换后得到旋转变换坐标上的二个分量i sd，i sq,这两个分量分别与磁通参考值i sdref和转矩参考值i sqref比较之后送入电流和磁通调节器PI。
电流调节器的输出即为在旋转坐标上的电压分量参考值U dref和U qref；此二分量经旋转逆变换和3/2变换（Park变换）之后得到定子三相电压的参考值U aref，U bref，U cref。
根据U aref，U bref，U cref产生三相逆变器的PWM驱动信号。
转子磁通的位置角θ则由电机的模型和电机速度反馈信号计算而得。
四、实验内容1．熟悉运动控制的系统硬件构成2．异步电机转子磁场定向控制（FOC）得输入信号测量，i a、i b和转子磁场位置角计算3．电流信号的3/2变换（Park变换）及旋转变换4．i sd，i sq波形观察，并与i sdref，i sqref作比较五、预习要求1．仔细阅读FOC控制原理的有关章节2．3/2变换（Park变换）与旋转变换的计算公式3．画出异步电机的电流模型框图及有关θ计算公式4．画出电压、电流和转子磁通的空间向量及旋转坐标的d-q轴，静止坐标a-b-c、和α-β。
运动控制实验指导书
实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。
2．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
3．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二．实验内容1．测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R2．测定晶闸管直流调速系统主电路电感L3．测定直流电动机—直流发电机—测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量GD24．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M7．测定晶闸管触发及整流装置特性U d=f (U ct)8．测定测速发电机特性U TG=f (n)三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。
本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压，改变U g的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。
2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）5．直流电动机M036．双踪示波器7．万用表- 1 -五．注意事项1．由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。
2．为防止电枢过大电流冲击，每次增加U g 须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。
3．电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。
六．实验方法1．电枢回路电阻R 的测定电枢回路的总电阻R 包括电机的电枢电阻R a ，平波电抗器的直流电阻R L 和整流装置的内阻R n ，即R=R a +R L +R n为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图1-1所示。
将变阻器R D （可采用两只900Ω电阻并联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运动控制实验指导书韦忠海施武生编运动控制系统实验指导书实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一．实验目的1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。
2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。
3．学习反馈控制系统的调试技术。
二．实验系统组成及工作原理采用闭环调速系统，可以提高系统的动静态性能指标。
转速单闭环直流调速系统是常用的一种形式。
实验图1一1所示是转速单闭环直流调速系统的实验线路图。
实验图1一1转速单闭环直流调速系统图中电动机的电枢回路由晶闸管组成的三相桥式全控整流电路V供电，通过与电动机同轴刚性连接的测速发电机TG检测电动机的转速，并经转速反馈环节FBS分压后取出合适的转速反馈信号U n，此电压与转速给定信号U*经速度调节器ASR综合调节，ASRn的输出作为移相触发器GT的控制电压U ct，由此组成转速单闭环直流调速系统。
图中DZS和转速反馈电压U n均为零时，DZS的输出信号使转为零速封锁器，当转速给定电压U*n速调节器ASR锁零，以防止调节器零漂而使电动机产生爬行。
三、实验设备及仪器1．教学实验台。
2．直流电动机。
3．双踪示波器。
四．实验内容1．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。
调节给定电压U g，使直流电机空载转速n o=1500转／分，调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载的范围内测取5-6点，读取整流装置输出电压U d，输出电流i d以及被测电动机转速n。
调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转／分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器，使电机稳定运行。
调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载范围内测取5－6点，读取U d、i d、n。
3．测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性a．接积分电容器，可预置7uF,使ASR成为PI（比例一积分）调节器。
b．调节给定电压U g，使电机空载转速n o=1500转／分。
在额定至空载范围内测取五．注意事项1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。
3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。
4．系统开环连接时，不允许突加给定信号U g起动电机，尽可能从0V起调。
5．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。
6．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。
六．实验报告1．绘制实验所得静特性，并进行分析、比较。
2．系统调试的心得体会。
七．思考题1．系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时，速度调节器ASR各工作在什么状态？实验时应如何接线？2．要得到相同的空载转速n o，亦即要得到整流装置相同的输出电压U d对于有反馈与无反馈调速系统哪个情况下给定电压要大些？为什么？3．如何确定转速反馈的极性与把转速反馈正确地接入系统中？又如何调节转速反馈的强度，在线路中调节什么元件能实现？实验二双闭环晶闸管不可逆直流调速系统一．实验目的1．了解转速、电流双闭环直流调速系统的组成。
2．掌握双闭环直流调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
3．测定双闭环直流调速系统的静态和动态性能及其指标。
4．了解调节器参数对系统动态性能的影响。
二、实验系统组成及工作原理双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速分别由两个调节器控制，由于调速系统调节的主要参量是转速，故转速环作为主环放在外面，而电流环作为副环放在里面，可以及时抑制电网电压扰动对转速的影响。
实际系统的组成如实验图2一1所示。
实验图2一1转速、电流双闭环直流调速系统主电路采用三相桥式全控整流电路供电。
系统工作时，首先给电动机加上额定励磁，改变转速给定电压Ug可方便地调节电动机的转速。
ACR的输出U ct作为触发器TG的移相控制电压，利用ACR的输出限幅U cm起限制αmin的作用。
当突加给定电压Ug时，ASR立即达到饱和输出U*盘，使电动机以限定的最大电im）并出现超调，使ASR退出流I dm加速起动，直到电动机转速达到给定转速（即U n＝U*n饱和，最后稳定运行在给定转速（或略低于给定转速）上。
三、实验设备及仪器1．教学实验台2．直流电动机。
3．双踪示波器。
四．实验内容1．各控制单元调试2．测定电流反馈系数。
3．测定开环机械特性及闭环静特性。
4．闭环控制特性的测定。
5．观察，记录系统动态波形。
五、实验步骤及方法1．双闭环调速系统调试原则（1）先部件，后系统。
即先将各单元的特性调好，然后才能组成系统。
（2）先开环，后闭环，即使系统能正常开环运行，然后在确定电流和转速均为负反馈时组成闭环系统。
（3）先内环，后外环。
即先调试电流内环，然后调转速外环。
2．系统特性测试将ASR，ACR均接成PI调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。
（1）机械特性n =f (I d )的测定调节转速给定电压U g，使电机空载转速至1500 r/min,再调节发电机负载电阻，在空载至额定负载范围内分别记录5~6点，可测出系统静特性曲线n =f (I（2）闭环控制特性n =f (U g )的测定用二踪慢扫描示波器观察动态波形。
在不同的调节器参数下，观察，记录下列动态波形：（1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形。
（2）突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。
（3）突降负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。
六、实验注意事项1．系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机，尽可能从0V起调。
4．起动电机时，需把负载电阻逆时针旋到底，以免带负载起动。
5．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。
6．进行闭环调试时，若电机转速达最高速且不可调，注意转速反馈的极性是否接错。
7．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。
七．实验报告1．根据实验数据，画出闭环控制特性曲线。
2．根据实验数据，画出系统开环机械特性，计算静差率，并与闭环机械特性进行比较。
3．分析由示波器记录下来的动态波形,计算相应的动态参数Mp,tp、ts实验三双闭环三相异步电动机调压调速系统一．实验目的1．熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作。
2．了解并熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成。
3．了解绕线式异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速时的机械特性。
4．通过测定系统的静特性和动态特性进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。
二．实验内容1．测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。
2．测定双闭环交流调压调速系统的静特性。
3．测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。
三．实验系统组成及工作原理双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流调压器TVC及三相绕线式异步电动机M（转子回路串电阻）。
控制系统由零速封锁器DZS、电流调节器ACR,速度调节器ASR、电流变换器FBC,速度变换器FBS,触发器GT、脉冲放大器AP1等组成。
其系统原理图如实验图6一1所示。
实验图6一1双闭环三相异步电动机调压调速系统原理图整个系统采用了速度、电流两个反馈控制环。
这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同，而电流环的作用则有所不同。
在稳定运行的情况下，电流环对电网扰动仍有及时的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。
异步电动机调压调速系统结构简单，采用双闭环时静差率较小，且比较容易实现正、反转、反接和能耗制动。
但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因为低速运行时转差功率P s=sP m全部消耗在转子电阻中，时间长了会使转子过热。
四．实验设备和仪器1．MCL-II型电机控制教学实验台主控制屏2．MCL-20挂箱3．MCL-3挂箱4．二踪慢扫描示波器5．万用电表6．MEL-03（或自配滑线电阻器）7．MEL-I 1电容挂箱8．光线示波器9．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01。
10．绕线式异步电动机五．注意事项1．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的R.P3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。
3．测取静特性时，须注意电流不许超过电机的额定值(0.55A)。
４．三相主电源连线时需注意，不可换错相序。
５．MCL-２０面板的右下端电源开关闭合时，过流保护、过压保护的发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SBI、SB2即可正常工作。
６．系统开环连接时，不允许突加给定信号U9起动电机，同时，三相主电源输出U、V、W尽可能从０V起调。
７．起动电机时，需把滑线电阻器旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。
８．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。
９．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。
１０．低速实验时，实验时间应尽量短，以免电阻器过热引起串接电阻数值的变化。
１１．绕线式异步电动机：P N＝100W, U N＝220V, I N=0.55A, n N＝1350, M N=0.68，Y 接。
六．实验方法求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。
ａ．断开ASR（MCL-03）的“3”至U ct：（MCL-20）的连接线，Ug（给定）直接加至U ct，且U g调至零。
接通直流电机励磁电源开关。
异步电机转子回路接入每相为l0Ω左右的三相电阻。
b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使U uv, U vw, U wu=230V 。
c．调节给定电压U g，使电机空载转速n=1300转／分，调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载的范围内测取7~8点，读取或直流发电机输入电压U d，输出电流i d以及被测电动机转速n。
转矩可按下式计算R S＋Po)/nM＝9.55(I G U G＋I2G式中：M一三相异步电动机电磁转矩；I G一直流发电机电流；U G一直流发电机电压；Rs一直流发电机电枢电阻；P0一机组空载损耗。
（不同转速下取不同数值：n=1500r/min，P o=13.5W；n=1000r/min，Po=10W；n=500r/min，Po=6W。
）d．调节U g，降低电机端电压，在1/3U e及2/3U e时重复上述实验，以取得一组人为机械特性。
4．系统调试（1）调压器输出接三相电阻负载，观察输出电压波形是否正常。
（2）将系统接成双闭环调压调速系统，转子回路仍串每相10Ω左右的电阻，渐加给定U g，节FBS的反馈电位器，使电机空载转速n0=300转/分电机运行是否正常。