直流伺服电机控制实验指导书资料
“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。
DJSY1直流电动机实验指导书.docx
实验一直流电机实验一、实验冃的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实验屮所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。
二、预习要点1、如何止确选择使用仪器仪表。
特別是电压表电流表的量程。
2、直流电动机起动时，为什么在屯枢回路中需耍串接起动变阻器？不串接会产生什么严重后果？3、直流电动机起动时，励磁冋路串接的变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁冋路断开造成失磁吋，会产生什么严重后果？4、直流电动机调速及改变转向的方法。
三、实验项目1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、宜流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。
3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。
四、实验设备1、实验设备2、控制屏上挂件排列顺序:D31、D42、D4k D5R D31、D44（为便于接线）五、实验内容1、 熟悉实验装置根据实验指导老师的介绍，熟悉所用电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法, 掌握电机实验的基本方法，掌握安全操作和注意事项。
2、 直流仪表、转速表和变阻器的选择直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验屮可能达到的最大值来选择，变阻器 根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。
（1）电压量程的选择电压表的量程应大丁•被测电路电压的最大值。
如测量电动机两端为220V 的直流电压，选用直 流电压表为1000V 量程档。
（2）电流量程的选择因为直流电动机的电枢电流较大，因此应选用较大 量程的表。
盲流并励电动机的电枢电额定电流为1.2A, 测量电枢电流的电表A?可选用有5A 量程档的直流电流 表，同样测功机的电枢回路电流表凡也选用有5A 量程 档的直流电流表；额定励磁电流小于0.16A,电流表Ai 选用200mA 量程档。
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。
直流伺服电机实验报告材料
标准文档实验六直流伺服电机实验一、实验设施及仪器被测电机铭牌参数：P N =185W，U N =220V，I N=1.1A ，使用设施规格 (编号 )：1． MEL 系列电机系统教课实验台主控制屏（MEL-I 、 MEL-IIA 、 B）；2．电机导轨及测功机、转速转矩丈量（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．经过实验测出直流伺服电动机的参数r、、。
2．掌握直流伺服电动机的机械特征和调理特征的丈量方法。
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 的机械特征n=f(T) 。
3．保持 U f =U fN =220V ，分别测取 T2＝0.8N.m 及 T2＝ 0 的调理特征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接线原理图见图6-11。
U：可调直流稳压电源。
R： 1800Ω磁场调理电阻（MEL-03 ）。
V ：直流电压表（MEL-06 ）。
A ：直流安培表（MEL-06 ）M ：直流电机电枢（1）经检查接线无误后，逆时针调理磁场调理电阻R 使至最大。
直流电压表量程选为 300V 档，直流安培表量程选为2A档。
（ 2）按次序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，成立直流电源，并调理直流电源至220V 输出。
调理 R 使电枢电流达到（假如电流太大，可能因为剩磁的作用使电机旋转，丈量没法进行，假如此时电流太小，可能因为接触电阻产生较大的偏差），快速测取电机电枢两头电压 U M和电流 I a。
直流伺服电机控制实验指导书
速度试运行模式系统接线方式：
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）
附录
如果电机与伺服驱动器参数不匹配，显示屏上会报ERR.3的错误。解决方法：重新下载参数。操作步骤如下：
此软件附带在光盘中，为博美德伺服软件。伺服配一根与PC机通信的通信线，如图所示：
接线完成后，上电，打开软件，界面如下所示：
点击COM选择与电脑连接的COM口（COM1/COM2/COM3/COM4中选一个），选择后弹出对话框内容为与伺服连接成功。表示已通信上。
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
6.PN-20设定模拟量指令方向。默认为0
7.设置PN34和PN35可设定加减速时间。默认为0
8.PN27为2.设定转矩指令类型为模拟量。
9.根据需要设置PN15设置模拟量指令增益。即电压与转矩的比例关系。
该参数用于设定模拟量电压与转矩指令的比例关系，电压范围为-10V~+10V。
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。
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）。
控制电机实验指导书(1)
控制电机实验指导书目录一、概述 (3)二、实验地点 (3)三、实验项目 (3)实验一直流无刷电机实验 (4)实验二直线电机实验 (7)实验三（一）力矩式自整角机实验 (10)实验三（二）控制式自整角机参数的测定 (12)实验五正余弦旋转变压器实验 (15)三、教学参考书 (19)一、概述本课程是自动化等相关专业的专业选修课。
通过本课程的学习，使学生掌握各种控制电机的结构、工作原理以及运行特性，在自动控制系统和其它场合能够使用的各种控制电机，使学生初步具备选用各种控制电机的能力，并为毕业后从事专业工作打下坚实的基础。
二、实验地点1212 控制电机实验室1206电机实验室三、实验项目实验一直流无刷电机实验实验二直线电机实验实验三、自整角机实验实验四正余弦旋转变压器实验实验一直流无刷电机实验（一）实验目的1．通过实验测定直流无刷电机的主要技术参数。
2．掌握直流无刷电机的工作原理和运行特性。
（二）实验仪器设备及器材1．电机系统教学实验台主控制屏2．NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统3．双踪示波器（自备）（三）实验内容1．计算直流无刷电机的给定转速比，以及绘制给定转速曲线。
2．测定直流无刷电机紧急制动时间3．测定直流无刷电机自动停车时间（四）实验要求1、预习及思考1）直流无刷电机的工作原理和运行特性。
2）直流无刷电机的主要技术指标。
2、实验过程中的注意事项直流无刷电机的参考电源Vcc和地Gnd我们为了学生方便观测，都已经把该端点引到了面板上，学生使用的时候，千万注意不能将两者短接，否则造成设备损坏。
3、实验报告数据处理要求1）描述直流无刷电机的工作原理。
2）计算直流无刷电机的给定转速比，以及绘制给定转速曲线。
3）比较直流无刷电机紧急制动T1和自由停车T2的时间差，思考两者之间的区别，以及在实际当中的应用范围。
4、撰写实验报告（五）实验步骤1．实验装置各接线端子功能说明（1）6脚F/R：与（5脚GND）一起控制电机的正反转，相连时反转，断开时为正转。
“直流伺服电机系统的PID校正” 实验指导书 - 开放型实验管理系统
开放型实验 “直流伺服电机系统的PID 校正” 实验指导书一、实验目的1. 掌握PID 控制及其校正在控制系统中的应用；2. 熟悉直流伺服电机系统的PID 校正理论；3. 设计并验证PID 校正环节。
二、实验要求1. 根据给定的性能给定的性能指标，采用试凑法设计PID 校正环节，校正未校正系统，并验证。
2. 设未校正系统的开环传递函数为()()()112.01052.010++=s s s G ，设计PID 校正环节，使系统的性能指标达到：调整时间小于2s ，超调量不大于10%，稳态误差不大于1%。
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1．PID 简介在工业生产过程控制中，常用的基本调节规律有：P ，PI ，PD 和PID 控制。
加入PID 控制后，控制系统如图1.2所示。
图1.2 加入PID 控制器的系统框图1）P 控制器控制器的输出()t u 与误差作用信号()t e 的关系为 ()()t e K t u p =拉普拉斯变换量的形式为 ()()()()11-==pK s E s U s G式中，p K 为比例增益。
在相同的偏差下，p K 越大，输出也越大，因此p K 是衡量比例作用强弱的参数。
控制电机实验指导书
控制电机实验指导东北石油大学电气信息工程学院二零一二年九月目录目录实验一直流伺服电机实验 (1)实验二永磁同步电机实验 (3)实验三旋转变压器 (5)实验四力矩式自整角机 (10)实验一直流伺服电机实验一、实验目的1、熟悉MATLAB/SIMULINK的集成环境，了解各窗体和模块的功能和使用方法；2、熟练使用MATLAB/SIMULINK的帮助系统；3、熟练掌握直流伺服电机建模和仿真方法。
二、实验内容1、实验模型及参数设置仿真时间10s，解算方法ode23s。
2、motor starter模块参数3、Ideal Switch以及Timer参数设置三、实验报告要求报告中要附有实验模型及相关示波器中波形图。
实验二永磁同步电机实验一、实验目的1、熟悉MATLAB/SIMULINK的集成环境，了解各窗体和模块的功能和使用方法；2、熟练使用MATLAB/SIMULINK的帮助系统；3、熟练掌握永磁同步电机建模和仿真方法。
二、实验内容1、实验模型及参数设置转速设定值700，PI控制器参数P=50，I=2.6,输出范围[-30 30];Step初始值3稳态值1，起跳时间0.04；PMSM采用默认参数，仿真时间0.06s，解算方法ode15s。
2、dq2abc模块参数2、PWMinv模块参数三、实验报告要求报告中要附有实验模型及相关示波器中波形图。
实验三旋转变压器旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
当激磁绕组以一定频率的交流电激励时，输出绕组的电压可与转角的正弦、余弦成函数关系，或在一定范围内可以成线性关系。
它广泛用于自动控制系统中的三角运算、传输角度数据等，也可以作为移相器用。
一、使用说明HK-56由旋转变压器及旋转变压器专用的中频电源组成。
1、旋转变压器（1）旋转变压器技术指标型号：36XZ20-5电压比：0.56电压： 60V频率：400Hz激励方：定子空载阻抗；2000Ω绝缘电阻：≥100MΩ精度： 1级（2）刻度盘1）本装置将旋转变压器转轴与刻度盘固紧连接，使用时旋转刻度盘手柄即可完成转轴旋转。
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。
控制电机实验指导书
控制电机实验指导书机电工程学院自动化系2011年9月实验1 直流伺服电动机实验一、实验目的1.分析学握直流伺服电动机的运行原理。
2.拿握直流伺服电动机调节特性的测量方式。
二、实验方式和内容1.起动电动机，维持电动机输出转矩T=(),调节直流伺服电动机电枢电压(注：单方向调节控制屏上旋钮)，直到n=1000r/min，测取直流伺服电动机的调节特性n=F(Ua)。
2.记录7-8组数据于表1中。
3.用坐标纸画出调节特性。
1三、实验注意事项1 •注意用电安全，所有实验需通过实验指导教师检査线路后方可合闸。
2•签到分两次进行，实验结束后应到签处处签到方可离开。
离开前应归还电表、实验指导书、工具等实验用具。
不得半途离开实验课堂。
3.不得高吉喧哗，听音乐。
4.如出现实验事故，应尺时断开电源，其他问题请参阅学生实验准则。
四、预习报告内容(占30分)1、实验名称、实验目的、实验原理和实验线路；2、主要仪器设备、名称、规格、数量及实验室编号;3、原始记录表格，估计算、特殊注意事项。
实验2 测速发电机实验一、实验目的1.通过实验加深对直流测速发电机工作特性的了解。
2.拿握直流发电机大体特性的测定方式。
二、实验方式和内容1•直流测速发电机的安装，将直流测速发电机(28CY09)与永磁直流驱动电机的细轴端连接，驱动电机的另一端与测功机轴连接。
将机箱控制面板的直流可调电源(()〜220V)接在驱动电机的电枢两头。
2•先将旋钮调至输出电压为零，再开电源，逐渐调节电压，驱动电机开始转动，带动直流测速发电机转动，用万用表的直流电压档，测试测速发电机的空载输岀电压特性。
3.测试空载输出电压特性时，测速机两头断开，不接电阻。
通过电压调转速,使转速别离为20()转/分、400转/分、……、1400转/分。
别离测出不同转速的空载电压，填入下表。
4.用坐标纸画出特性曲线。
表1数据表三、实验注感事项1 •注意用电安全，所有实验需通过实验指导教师检査线路后方可合闸。
直流伺服电动机实验报告2
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________实验二直流伺服电动机电磁力矩系数测量一、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压、电流、力矩测量。
三、实验方法1、实验设备：7 光电转速表 12、测取直流伺服电动机的电磁力矩系数图4.1.2 直流伺服电动机接线图(1) 按实验指导书图示接线，图中R f1选用D42上1800Ω阻值，R1选用D42上900Ω与900并联共450Ω阻值采用分压器接法，S2选用D51，A1、A2选用两只D31上200mA档。
(2) 把R f1、R1调至最小，R L调至最大，开关S2打开，涡流测功机不加载。
先接通励磁电源，再接通电枢电源并调至220V，电机运行后把R1调至最大。
(3) 调节涡流测功机给定调节旋钮，给直流伺服电机加载。
同时调节直流伺服电机的励磁电阻R f1使电机达到n N=1600r/min,Ia=0.8A,U=U N=220V,此时电机的励磁电流即额定励磁电流。
(4) 保持此额定励磁电流不变，调节涡流测功机的给定调节旋钮逐渐减载，从额定负载到空载范围内测取将n、I a、T数据记录于表1-2中。
=220VNn(r/min) 1600I a(A) 0.8T(N.m) 62（数据在数值的基础上进行浮动即可）见课本P132Tem=Kt*i参数可见P211或者本页后(5) 调节电枢电压为U=110V ，保持I f =I fN 不变，调节涡流测功机的给定调节旋钮，使I a =0.8A ，再减小伺服电机的负载，一直到空载，其间记录7~8组数据于表1-4中。
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e T aNe KK n U K π300==。
伺服电机直流实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解伺服电机的工作原理及性能特点。
2. 掌握伺服电机的驱动与控制方法。
3. 通过实验验证伺服电机在直流电源下的运行特性。
二、实验原理伺服电机是一种用于自动控制系统中执行机械运动的电机，其特点是能够精确控制转速、位置和转矩。
直流伺服电机主要由永磁转子、电枢绕组和电刷等部分组成。
当给电枢绕组施加直流电压时，转子在磁场中受力产生转矩，从而使电机旋转。
三、实验设备1. 伺服电机2. 直流电源3. 电机驱动器4. 电流表、电压表5. 万用表6. 电脑及伺服电机控制软件四、实验步骤1. 连接电路：将伺服电机、直流电源、电机驱动器、电流表、电压表等设备按照实验电路图连接好。
2. 启动电机：打开直流电源，观察电机是否能够正常启动。
3. 测量电机参数：使用电流表、电压表和万用表测量电机的电流、电压和电阻等参数。
4. 调整电机转速：通过改变直流电源的输出电压，观察电机转速的变化，记录不同电压下的转速。
5. 控制电机位置：使用伺服电机控制软件，控制电机旋转到指定位置，并记录旋转角度。
6. 测量转矩：在电机旋转过程中，使用扭矩传感器测量电机输出的转矩，记录不同转速下的转矩。
7. 分析实验数据：根据实验数据，分析电机在不同工作条件下的性能特点。
五、实验结果与分析1. 电机启动：实验中，电机在接通直流电源后能够顺利启动。
2. 电机参数测量：通过测量，得到电机在空载和负载条件下的电流、电压和电阻等参数，为后续分析提供依据。
3. 电机转速：实验结果表明，电机转速与直流电源输出电压成正比，当电压升高时，电机转速也随之升高。
4. 电机位置：通过伺服电机控制软件，能够精确控制电机旋转到指定位置，且旋转角度稳定。
5. 电机转矩：实验结果表明，电机转矩与转速成反比，当转速升高时，电机转矩降低。
六、实验结论1. 直流伺服电机能够实现精确控制转速、位置和转矩。
2. 电机转速与直流电源输出电压成正比，转矩与转速成反比。
机电传动及控制_直流调速控制_试验指导书
“直流电机调速控制仿真试验”指导书一、实验目的：在Matlab环境中进行闭环直流电机控制系统搭建，通过改变模型参数，对比仿真结果变化，从而体会直流电机调速控制的基本工作原理。
二、实验准备：2.1 直流电机调速的基本原理什么是调速？要求电机按照给定转速信号对负载进行回转驱动，在此过程中应尽可能减小负载对转动速度的影响。
（他励直流电机）电机转速的调节机制，改变电机电枢两端的电压，实现电机转速的变化。
其过程描述如下：电枢电压升高-> 电枢回路中电流升高-> 系统驱动扭矩增大、加速->感生电动势增加-> 电流减小, 达到新的转速平衡点是否有其他调速方式？通过调节电枢回路中的电流进行电机转速调节。
三、实验要求：下图为带速度和电流闭环直流电机调速系统，请分析其工作原理，并搭建相应仿真电路进行仿真计算和数据说明。
图1 直流电机速度、电流闭环模型示意图四、思考题4.1 试将图中速度控制器（Speed Controller）配置为比例和比例积分环节两种情况，比对电机实际速度和设定速度之间的差异现象，并分析其原因。
4.2 试说明图中D1二极管的作用，并采用仿真方法进行验证。
附录：A．部分元件所在Matlab Simulink库中的位置1)DC machine 在simpowersystems下一级machines中2)GTO和D1二极管在simpowersystems下一级Power Electronice中3)Vd电压测量模块在simpowersystems下一级measurements中4)VDC280V和Vr240V在simpowersystems下一级Electrical sources中5)ls电感在simpowersystems下一级elements中6)Scope在simulink下一级sinks中7)PI模块在simpowersystems下一级extra library下一级discrete control blocks中8)demux在simpowersystems下一级machines中9)延长单元1/Z在simulink下一级discrete中10)速度给定单元在simulink下一级sources中11)电流环滞环控制器在simulink下一级Discontinuities中。
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直流伺服控制系统实验实验一速度试运行 (2)实验二点动控制运行 (5)实验三位置控制模式实验 (8)实验四转速、转矩控制实验 (13)附录关于参数 (16)实验一速度试运行一、实验目的通过本实验熟悉伺服驱动器参数设置基本操作方法，了解电机运行原理。
二、实验器件挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只三、关于速度试运行：内部指令控制，无需接收上位机指令四、实验内容速度试运行模式系统接线方式：速度试运行模式参数一览五、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）4.保存当前的参数设置，然后重启。
保存参数操作流程如下：⑴ 选择参数管理菜单⑵ 进入参数管理子菜单⑶ 选择“E-SA0”⑷ 点击“Enter ” 键确认执行保存当前参数列表的操作⑸ 操作完成后 “Finish ” 表示操作成功，“Erro ”表示操作失败注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
5. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号SRV_ON 或者设置参数Pn-8 为100000. 6. 进入速度试运行。
步骤如下图：⑴ 选择速度试运行模式菜单⑵ 点击“Enter ” 键进行速度指令设置选项⑶ 点击“UP ”键或 “DOWN ” 键设置速度指令，正值表示正向，负值表示反向实验二点动控制运行一、实验目的通过本实验熟悉伺服驱动器参数设置基本操作方法，了解电机运行原理。
二、实验器件挂箱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Pn4为34.设置Pn41 的值，即点动模式下电机的运行速度。
默认值为1500.5.保存当前的参数设置，然后重启。
操作流程如下：⑴选择参数管理菜单⑵进入参数管理子菜单⑶选择“E-SA0”⑷点击“Enter”键确认执行保存当前参数列表的操作⑸操作完成后“Finish”表示操作成功，“Erro”表示操作失败注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
6.打开伺服使能。
方法：通过接通信号SRV_ON 或者设置参数Pn-8 为100000.7.进入点动（JOG）模式运行。
方法：进入菜单⑴选择点动模式菜单⑵点击“Enter”键进入点动控制选项,1500 表示当前点动模式速度指令⑶点击“UP”键, 电机将以当前点动模式速度指令正向运转；点击“DOWN”键电机将以当前点动模式速度指令反向运转实验三位置控制模式实验一、实验目的通过本了解直流伺服位置控制基本原理，掌握通过PLC发出脉冲对直流伺服进行位置控制的方法二、实验器件挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只；挂箱GDJ-CPU-S-C-EH-YJ-A三、关于位置控制：PLC指令脉冲输入：指令/方向脉冲四、实验内容位置模式标准接线图：图3-1 位置模式标准接线图（一）PLC控制脉冲由CPU224 晶体管主机发出，脉冲类型为PNP,故接线方式如下实验步骤：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SM42-003-35DCB 编码器分辨率为4096P49=20; P48=10VD100=100kHz SPD=2930VD100=50kHz SPD=1465P49=2048; P48=1000VD100=100kHz SPD=3000VD100=50kHz SPD=15007.保存当前的参数设置，然后重启。
操作流程如下：⑴ 选择参数管理菜单⑵ 进入参数管理子菜单⑶ 选择“E-SA0”⑷ 点击“Enter ” 键确认执行保存当前参数列表的操作⑸ 操作完成后 “Finish ” 表示操作成功，“Erro ”表示操作失败注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
8. 接线。
按如下图进行接线。
脉冲给定可以是挂箱上两路脉冲，也可以是上位机发出的脉冲。
如果PLC 发脉冲，按如下接线：9. 检查接线无误后再次上电。
10. 下载程序到PLC. 在程序监控中将VD100赋值，然后按启动（I0.0启动信号）。
11. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号Servo_En 或者设置参数Pn-8为100000. 12. 电机按照脉冲给定的速度运行。
（二）挂箱脉冲控制脉冲由NMEL-30-YJ-A挂箱左下部分产生，该脉冲类型为NPN，故接线方式如下注：由于挂箱上脉冲发生器部分电压为5V，故无需接上图的限流电阻。
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SM42-003-35DCB 编码器分辨率为4096P49=20; P48=10VD100=100kHz SPD=2930VD100=50kHz SPD=1465P49=2048; P48=1000VD100=100kHz SPD=3000VD100=50kHz SPD=15007.保存当前的参数设置，然后重启。
操作流程如下：⑴ 选择参数管理菜单⑵ 进入参数管理子菜单⑶ 选择“E-SA0”⑷ 点击“Enter ” 键确认执行保存当前参数列表的操作⑸ 操作完成后 “Finish ” 表示操作成功，“Erro ”表示操作失败注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
8. 接线。
按如下图进行接线9. 检查接线无误后再次上电。
10. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号Servo_En 或者设置参数Pn-8 为100000. 11. 电机按照脉冲给定的速度运行。
实验四转速、转矩控制实验一、实验目的通过本实验了解直流伺服转速/转矩控制基本原理，掌握控制的方法二、实验器件挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只三、关于位置控制：±10V模拟量输入，可控制转速和转矩四、实验内容速度-转矩模式接线图图4-1 速度-转矩模式标准接线图四、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PN-4为1 （设置控制模式为速度-转矩控制模式）4.设置PN-40为1 （设置接收速度指令类型为模拟量）5.设置PN-18的值，根据需要设置。
模拟量指令增益，即模拟量电压与电机转速的比例关系。
设定增益值=(最大电压值/最大转速指令)×30000缺省值为100，即输入10V电压产生3000rpm转速6.PN-20 设定模拟量指令方向。
默认为07.设置PN34和PN35 可设定加减速时间。
默认为08.PN27为2. 设定转矩指令类型为模拟量。
9.根据需要设置PN15 设置模拟量指令增益。
即电压与转矩的比例关系。
该参数用于设定模拟量电压与转矩指令的比例关系，电压范围为-10V~+10V。
设定增益值=(最大电压值/最大转矩百分比)×10。
缺省值为100，即输入10V电压产生100%的额定转矩。
10.保存当前的参数设置，然后重启。
操作流程如下：⑴选择参数管理菜单⑵进入参数管理子菜单⑶选择“E-SA0”⑷点击“Enter”键确认执行保存当前参数列表的操作⑸操作完成后“Finish”表示操作成功，“Erro”表示操作失败注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
11.断电情况下进行接线，接入模拟量。
如果是转速控制，-10V~+10V加在两个端子上；如果是转矩控制，模拟量加在之间。
AGND 端子接地12.确认接线无误后，上电，打开伺服使能。
13.发送模拟量，使电机运转起来。
附录关于参数如果电机与伺服驱动器参数不匹配，显示屏上会报ERR.3的错误。
解决方法：重新下载参数。
操作步骤如下：此软件附带在光盘中，为博美德伺服软件。
伺服配一根与PC机通信的通信线，如图所示：接线完成后，上电，打开软件，界面如下所示：点击COM 选择与电脑连接的COM口（COM1/COM2/COM3/COM4中选一个），选择后弹出对话框内容为与伺服连接成功。
表示已通信上。
第二步：点击File 选择Parameters Download 选项，弹出选择需要下载的参数文件，选择“20130823.par”文件，点击确定，进行参数下载。
下载完成后重启伺服驱动器。
继续进行实验。
此软件与参数文件会附在光盘中。