机电系统实验二

姓名：张英伟学号：1120830107 课程名称：机电系统控制基础实验

实验序号：实验二实验日期：2014.12.1 实验室名称：机电系统控制基础实验室

同组人：吴涛甘建安

实验成绩：总成绩：

教师评语：

教师签字：

年月日

二角位置伺服系统频域特性测试与分析实验

1.1 实验目的

熟悉直流伺服电动机角位置控制系统的组成及各环节工作原理，包括：电动

机参数、增量式码盘精度、机械负载惯量、信号采样频率、死区、控制方法等与

角位置伺服系统控制性能指标的关系，针对该典型机电对象或系统，掌握输入信

号的设置与离散方法，输出信号的采集与归一化方法，通过速度阶跃响应进行系

统参数辨识，通过扫频法，测试系统的频域特性的相位特性和幅频特性曲线，分

析系统的稳定性、快速性并掌握系统PID 控制的离散方法，主要目的是培养学

生进行基本性能实验和综合设计实验的能力。

1、掌握各环节的设计方法；

2、掌握机电系统基本调试方法；

3、通过扫频法，绘出系统的对数频率特性曲线，从实验数据曲线上，分析系统

的稳定性、稳定裕度、快速性、频带宽、校正环节的形式与基本离散化方法。1.2 实验原理

直流电动机角位置伺服系统，由直流减速电机、膜片联轴器、磁滞制动器、增量式空心轴码盘组成的角位置反馈闭环系统。码盘感知的角位置信号通过采集卡的I/O 传给计算机，由计算机的控制模型计算输出位置信号，通过采集卡的DA、驱动电路，使直流电动机转动，组成的计算机控制的角位置伺服系统示意图如图2.1.

图 2.1 计算机控制的角位置伺服系统示意图

1.3 实验内容

1.绘制同一频率输入/输出信号的时域曲线

选择输入为5V——6.5Hz，其输入输出数据如下所示，其中左侧为输入数据，右侧为输出数据。

通过Originpro绘出的输入输出曲线分别为：

6.5Hz5V输入

6.5Hz5V输出2.绘出系统幅频特性曲线

频率（Hz）输入信号幅值V

（伏）

输出信号幅值B

（度）

)

lg(

20V

B相位差

0.1 6 366.77 35.7248511 -67.5

根据数据使用Originpro绘出的幅频曲线如下图所示。

幅频特性曲线（横坐标为频率的自然对数）

拟合后的曲线如下图所示

（横坐标为频率的自然对数）

3.在幅频特性曲线中，穿越零分贝线的频率即为开环剪切频率ω。

由幅频特性曲线可知，剪切频率为6.09Hz。

4.绘出系统相频特性曲线

经拟合后如下图所示

6. 实测系统传递函数

由系统的幅频特性曲线可知，此系统为一阶系统，传递函数设为

)

1()(+=

Ts s K

s G

系统的转折点频率为5Hz ，所T=0.2，由频率为1Hz 时的幅频特性可知

2815.5lg 20=?=K K

所以，系统的开环传递函数为

)

12.0(2

)(+=

s s s G

7. 给出控制系统的 simulink 实现图，通过改变开环增益K ，用示波器观察系统输出。

对系统的传动韩硕经过matlab 的simulink 仿真，其输入为6.5Hz5V 的正弦波，仿真结果如下。

将K改为10以后的输出曲线如下，其稳态值升高。

1.4 思考题

1. 电动机选择的依据是什么？

（1）根据负载启动特性及运行特性，选择最适于这些特性的电动机；

（2）选择具有与使用场所的环境相适应的防护方式及冷却方式的电动机；

（3）计算相确定合适的电动机容量；

（4）选择可靠性高，便于维护的电动机；

（5）考虑到互换性，尽量选择标准电动机；

（6）为使整个系统高效率运行，要综合考虑电机的极数和电压等级。

2. 系统输入余弦电枢电压的幅值和系统参数辨识精度是否有关？为什么？

系统输入余弦电枢电压的幅值和系统参数辨识精度无关。由最后得出的Bode图得

出参数，Bode图幅频特性曲线为

)

lg(

B与关系，幅值变化位置幅度也变化，但

比值不变。因为系统参数辨识精度是系统本身的特性，和输入信号无关，即系统组成器件不发生改变，系统参数辨识精度就不会改变。

3. 采样频率的高低对系统参数辨识精度有何影响？

实验数据是辨识的基础，只有高质量的数据才能得出良好的数学模型，因此，采样频率较高时，得到精度高，采样频率低时，得到精度低。

4. 分析输出信号的时域曲线零点漂移的原因。

由于传感器桥路中元件参数本身就不对称，弹性元件和电阻应变计和取感栅材料温度系数，线胀系数不同，组桥引线长度不一致等综合因素，最后导致传感器组成电桥后相邻臂总体温度系数有一定差异，当温度变化时，相邻臂电阻变化量不同，从而使电桥

产生输出不平衡，即产生了零点漂移。

5. 分析电机转速和电枢电压之间产生死区的原因？死区如何影响系统的

控制性能？在运动控制中如何减小死区的影响？

（1）启动和反转时，电机由于惯性，不能对输入信号及时反映，而且电机和零件之间有间隙，也会对死区影响；

（2）在死区时，系统不会对输入信号作出相应回应，会影响系统功能；

（3）提高电机参数，减小各零件的误差。

6. 分析电机的正反转转速与电压的线性系数不同的原因以及如何提高系统辨识精度？

（1）原因：由于正反转转变时，电机的三相电路要对调两相，在实际中，难以保证三相完全相同。

（2）提高采样频率。

7. 满足相角滞后10o 时的频带宽是多少？满足幅值衰减10%的频带宽是多少？同时满足相角滞后10o 和幅值衰减10%的频带宽是多少？

满足相角滞后10°时的频带宽是5.5Hz，满足幅值衰减10%的频带宽是6.35Hz，同时满足相角滞后和幅值衰减10%的频带宽是4.3Hz。

8. 在绘制对数频率特性图时，为什么将余弦电枢电压幅值作为输入信号，将由码盘检测的角位置信号作为输出信号？并分析输入信号为角位置信号时，对数频率特性的变化。如何计算输入角位置信号的大小？

输入余弦电枢电压幅值是为了获得角速度输入信号，以为码盘检测的是角位置信号，而输入信号经过系统所得到的输出信号为角位置信号，所以用码盘检测得到的角位置信号作为输出信号符合要求。

9. 简述本实验涵盖的基本知识点，以及你建议可扩展实验内容。

（1）Bode图幅频特性，相频特性，系统的稳定裕度，频带宽；

（2）扩展内容：搭接不同的反馈电路；对电路各部分的分析和认识，加深理解。

机电一体化创新实验报告

机电一体化创新实验报告机电产品简介机电一体化是以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，是指在机构得主功能、动

力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化技术是建立在机械技术，微电子技术，计算机和信息处理技术，自动控制技术，传感与测试技术，电力电子技术，伺服驱动技术，系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高新技术。它是当前机械和电气技术发展的趋势，在不同的设备、装置或系统中，机械、电器、计算机、气动或液压、传动器融为一体是及其常见的。实验主要内容本次实验是在德国慧鱼公司生产的示教模型上开展的，实验系统分为五大系列，能组合成数十种自动化工业设备模型，多功能的模拟机械装置，并实现电脑仿真运行。模型由许多形状各异的仿真的机械零部件与电子驱动控制元件组成，它把几何造型、三维拼装和计算机语言有机地结合起来，借助于设置动态变量参数则可设定机构运动方向并建立运动学数学模型。通过系统自带的计算机语言对任务进行编程，使生成的指令数据作用于模型。它是机电一体化的产品，是由一套完整的机械电子系统组成。实验步骤： 1、了解各种元件的基本组成，分析机械装置的主要结构和部件机构的运动方式，根据装置图来组装“三自由度机械手” 2、按照电路连线图将机械手的电机，计数器，行程开关及限位开关与计算机数据线连接好。 3、用软件(LLwine)对机械手进行自动控制，同时验证编程语言与模型的运动状态的正确性。 4、观摩、测量并绘制机械结构运动简图 5、分析模型的装备设计及传动原理 6、创新设计，写实验报告三自由度机械手分析 1.机械结构主要结构：底座、机械手臂、机械爪等运动机构

机电一体化系统综合实训心得体会

机电一体化系统综合实训心得体会（一）我在xxx年x月参加xx公司主办的全国机电一体化师资培训班，在培训期间，就机电一体化专业的发展和方向做了介绍，参观了xx技师学校的实训基地，其中包括柔性系统，触摸屏在行走机械手中的应用，plc在行走机械手中的应用，变频器调速的应用。其中，tvt-metsa自动生产线拆装与调试实训装置包括以下内容：气动技术、传感器检测技术、直流电机驱动技术、步进电机驱动技术、伺服电机驱动技术、触摸屏应用技术、上位机监控技术、plc工业网络技术、变频调速技术、plc 技术、故障检测技术、机械结构与系统安装调试技术、人机接口技术、运动控制技术等，是一款设计优秀的学生试验实训平台。学习的模块包括有：电源模块、mm420变频器与交流三相同步电机模块、tp177b触摸屏的使用，井式供料单元、皮带传送与检测单元、电感传感器、电容传感器调整方法、到位传感器cx421调整方法、行走机械手搬运与仓库单元、行走机械手搬运与仓库单元、旋转编码器、切削加工单元、多工位装配单元。

接下来的学习内容是：触摸屏在行走机械手中的应用，其中包括：在触摸屏上制作两个按钮，一个按钮摁下后，行走机械手前移动，一个按钮摁下后，行走机械手后移动。触摸屏通过通信电缆与s7-200的通信口连接的，以ppi或mpi 通信方式与plc进行数据交换。触摸屏直接对plc输出进行写入操作，使与导通或关断，来控制直流电机的正转与反转。从而控制行走机械手的左移动与右移动。plc的i/o分配、编写触摸屏程序、通信参数设置、变量的连接、触摸屏按钮的制作、为按钮设置变量函数、触摸屏程序的下载、网络线连接的计算机ip设置、simaticwinccflexibleXX通信设置、plc程序编写、调试。任务二：在plc任务四的基础上，增加触摸屏功能， 1、在触摸屏上制作两个按钮，一个按钮摁下后，行走机械手前移动，一个按钮摁下后，行走机械手后移动。 2、在触摸屏上制作数据显示框，实时显示高速计数器的当前值。 3、在触摸屏上制作数据输入框，可输入2号仓库的地址。其中包括内容：i/0域的制作、i/o域变量的选择、plc 程序编写、调试。第三个大内容：plc在行走机械手控制中的应用其中包括：使用设备介绍、i/o分配、程序下载、程序

机电传动控制实验大纲

《机电传动与控制》实验教学大纲课程代码：18044333 课程性质：非独立实验课课程分类：专业课程实验学时：8学时适用专业：机械制造设计及其自动化开课单位：矿业工程系一、实验教学目标机电传动与控制是机械设计制造及其自动化专业的一门专业必修课程，作为实践环节的本实验课，其地位是认识不同类型电机，了解电机控制方法以及实际对电机控制回路进行接线。通过实验更好地提高学生的实验操作技能和解决实际问题的能力，使学生对实验课的地位得到应有的认识，使学生理解组成机电系统的各个部分是如何工作的，进一步提高学生的动手、动脑能力和理论应用能力，为后继课程的学习打下坚实的基础。二、主要仪器设备名称电力拖动试验台液压试验台 GE实验室柔性生产线三、实验基本要求对布置的实验题目能够进行分析，结合实验器材，自行设计方案，在实验装置上调试，实现规定的操作，并写出合乎规范的实验报告。 ①实验前必须预习与实验相关的教材内容，了解实验内容，弄清实验原理。 ②实验中，必须熟练掌握单片机实验系统的硬件的连接及使用，并能熟练使用相应的实验软件，认真调试程序。 ③每次实验学生必须完成相应的实验要求才能离开实验室。

④实验完成后必须有该次实验的相应实验报告，报告内容包括：实验目的，实验原理，实验连线图 ⑤每次实验成绩按10分计，依据实验前的预习，实验时的考勤，实验中的操作，实验后的报告等各部分的完成情况来计分。四、实验项目设置与内容序号实验名称实验学时每组人数实验类型开出要求 1 机电控制系统与传动系统认知实验 2 1 认知必做 2 液压控制回路的搭建 2 1 综合必做 3 三相异步电动机基本控制线路 2 2 验证必做 4 三相异步电动机的正反转控制线路 2 2 验证必做五、实验考核根据实际操作能力和实验报告综合评定成绩。实验满分为20分，计入《机电传动与控制》课程的总成绩。六、教材及主要教学参考书程宪平，机电传动与控制，华中科技大学出版社，2011年7月（教材）执笔人：李瑾

机电系统控制实验报告

穿销单元工件穿销实验报告一、前言模块化柔性制造综合实训系统最大特点是以机器人技术为核心的技术综合性和系统性，又兼顾模块化特征。综合性体现在机器人技术、机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、PLC工控技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术的有机结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。系统模块化结构，各工作单元是相对独立的模块，并具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。通过该系统，学生经过实验了解生产实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。可以促进学生在掌握PLC技术及PLC网络技术、机械设计、电气自动化、自动控制、机器人技术、计算机技术、传感器技术等方面的学习,并对电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、计算机网络通信技术和高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在机电一体化系统的设计、装配、调试能力等方面能得到综合提高。体现整体柔性系统教学的先进性。二、实验目的 1、了解PLC的工作原理； 2、掌握PLC编程与操作方法； 3、了解气缸传感器的使用方法； 4、掌握PLC进行简单装配控制的方法。三、实验设备 1、模块化柔性制造综合实训系统一套； 2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台； 3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条。四、实验原理学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进行控制，我公司提供PLC源程序，学生可在源程序的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编

机电一体化系统实验指导书

机械创新设计与制作综合实验指导书1 机电一体化系统实验编著者：陈照强宋雪丽王毅机械工程学院 2007年2月16日

一、机电一体化概念机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化在国外被称为Mechatronics，是日本人在20 世纪70 年代初提出来的，它是用英文Mechanics 的前半部分和Electronics 的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合，现已得到包括我国在内的世界各国的承认。我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机械技术是一门古老的学科，它发展到今天经历了一个漫长的历史时期。机械是现代工业的物质基础，国民经济的各个部门都离不开机械。机械种类繁多，功能各异，不论哪一种机械，从诞生以来都经历了使用—改进—再使用—再改进，不断革新和逐步完善的过程。对于某一种形式的机械，一般来说都有一定的局限性，或者说都有一定的适用范围、存在某些固有的缺点，这就迫使人们寻找新的工作原理，发明新型的机械．从而使得具有同一用途的机械具有不同的种类。机械本身的发展也是无止境的，但是这种发展却是缓慢的。各种机械发展到今天．单从机械角度对它们进行改进是越来越不容易了。随着科学技术的发展，一个比较年轻的学科——电子技术正在蓬勃发展，从分立电子元件到集成电路（IC），从集成电路到大规模集成电路和超大规模集成电路，特别是微型计算机的出现，使电子技术与信息技术相结合并向其他学科渗透，把人类带人了一个神化般的世界。信息技术（3C 技术）的主体包括计算机技术、控制技术和通信技术。电子技术与计算机技术同机械技术相互交叉，相互渗透，使古老的机械技术焕发了青春。在原有机械基础上引入电子计算机高性能的控制机能，并实现整体最优化，就使原来的机械产品产生了质的飞跃，变成功能更强、性能更好的新一代的机械产品或系统，这正是机电一体化的意义所在。机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果。由于大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，特别是微型电子计算机的空前发展，促进了机械技术和电子技术相互交叉和相互渗透，并使机械技术和电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机地结合起来．形成今天的机电一体化技术。可以说电子技术在机电—体化的形成和发展过程中起到了关键性的作用。二、机电一体化系统的构成对于一个机电一体化产品或设备，应将它作为一个系统来研究。所谓机电一体化，就是要以系统的整体的思想来考虑复杂机电系统许多综合性的技术问题。例如，—台多关节机器人，就存在着各运动部件之间的力耦合；各运动轴伺服系统的干扰和相互影响；系统动力学与控制规律和运动精度之间的关系；机器人与外围设备的连接；机器人各部分之间的协调运动和机器人防护安全连锁的问题、这些问题即构成了机器人的系统技术问题，必须通过系统工程和系统设计的理论来解决。这里所说的系统是指通过一些元件的有机结合来实现某一特定的功能，而系统工程则是为使系统达到最佳状态而对系统的组成部件、组织结构、信息传递、控制机构等进行分析、设计优化的技术。系统设计的特点首先是具有综合性，它把系统内部和外部综合起来考虑。要设计一个复杂的系统，首先就要把系统分解成许多分系统，建立各个分系统的数学模型，最后再进行最优设计。系统设计的另一个重要特征是系统的均衡设汁，均衡设计就是要恰当地选择元件，以构成性能优异的系统。如果设计者只注重元件设计而忽视优化组合过程，则即使是经过精心筛选的元件也可能组成性能低劣的系统。机电一体化产品或系统就是通过信息技术将机械技术与电子技术融为一体构成的最佳系统，而不是机械技术和电子技术的简单叠加。机电一体化系统通常由五大要素构成、即动力源、传感器、机械结构、执行元件和电子计算机。机电一体化系统的功能在很大程度上决定于控制系统。控制系统不仅与计算机及其输入输出通道有关，更与所采用的控制技术密切相关。控制技术必须从系统工程的角度出发，探讨那些能够使各功能要素构成最佳组合的柔性技术和一体化技术，有机地和灵活地运用现有的机械技术、电子技术和信息技术，采用系统工程的方法，使整个系统达到最优化，即设计最优化、加工最优化、管理最优化和运行方式最优化。

机电传动控制实验指导书(最新)

机电传动控制实验指导书实验一、继电—接触器控制三相异步电动机一、实验目的 1．熟悉继电—接触器断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握三相异步电动机主回路和控制回路的接线方法； 3．了解继电—接触器断续控制电路的组成二、实验使用仪器、设备 1．DB电工实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。三、实验要求实现三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，才能起动M2； (3) 停车时，M2停止后，才能停M1； (4) 具有短路和过载保护； (5) 画出主电路和控制电路。四、实验参考电路

五、实验步骤 1．按布局图要求将各元器件定位； 2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈； 4．自查并互查连接线； 5．合上电源，调试电路； 6．观察电动机的运行情况。六、实验注意事项 1．操作前切断总电源； 2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。七、思考题 1．熔断器与热继电器可否省去其中任何一个？为什么？2．熔断器与热继电器的规格可否随意选择？为什么？3．连接电线的规格可否随意选择？为什么？ 4．交流接触器可否带直流负载？为什么？

实验二、PLC控制三相异步电动机一、实验目的 1．了解PLC——AC电动机断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握继电—接触器逻辑电路与PLC梯形图的转换方式； 3．熟悉PLC控制系统的接线方法； 3．了解PLC断续控制电路的组成。二、实验使用仪器、设备 1．PLC模拟实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。三、实验要求实现PLC对三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，延时5分钟再可起动M2； (3) 停车时，M2停止后，延时2分钟再可停M1； (4) 主电路同实验一。四、实验参考电路与梯形图 1．电路

哈工大_机电系统控制基础实验_实验一

姓名：学号：课程名称：机电系统控制基础实验实验序号： 1 实验日期：实验室名称：同组人：实验成绩：总成绩：教师评语：教师签字：年月日

机电系统控制基础原理性仿真实验一、实验目的通过仿真实验，掌握在典型激励作用下典型机电控制系统的时间响应特性，分析系统开环增益、系统阻尼、系统刚度、负载、无阻尼自振频率等机电参数对响应、超调量、峰值时间、调整时间、以及稳态跟踪误差的影响；掌握系统开环传递函数的各参数辨识方法，最后，学会使用matlab 软件对机电系统进行仿真，加深理解系统动态响应特性与系统各参数的关系。二、实验原理 1．一阶系统的单位脉冲响应惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink 实现图，如图2-1 所示 (a)可观测到输出曲线 (b)输入、输出曲线均可观测到图2-1 惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink 实现图 2．一阶系统的单位阶跃响应一阶系统的单位阶跃响应simulink 实现图如图2-2 所示。图2-2 一阶系统的单位阶跃响应simulink 实现图 3．二阶系统的单位脉冲响应二阶系统的单位脉冲响应simulink 实现图，如图2-3 所示。图2-3 二阶系统的单位脉冲响应simulink 实现图

4．二阶系统的单位阶跃响应二阶系统的单位阶跃响应实验simulink 实现图如图2-4 所示。图2-4 二阶系统的单位阶跃响应实验simulink 实现图三、实验要求 1. 掌握在典型激励作用下典型机电控制系统的时间响应特性。 2. 掌握系统开环传递函数的各参数辨识方法。 3. 使用matlab 软件对机电系统进行仿真四、实验结果 1. 一阶系统的单位脉冲响应 Simulink 模型图如图4-1 图4-1 一阶系统单位脉冲响应模型图单位脉冲函数波形图如图4-2 图4-2 单位脉冲函数波形图

机电一体化技术实验报告材料(手写)

实验一四节传送带控制一、实验目的 1.掌握传送指令的使用及编程 2.掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作三、面板图四、控制要求 1.总体控制要求：如面板图所示，系统由传动电机M1、M2、M3、M4，故障设置开关A、 B、C、D组成，完成物料的运送、故障停止等功能。 2.闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带（电机M4），每经过1秒延时，依次启动一条传送带（电机M3、M2、M1）。 3.当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，而该传送带以后的待运完货物后方可停止。例如M2存在故障，则M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。 4.排出故障，打开“启动”开关，系统重新启动。 5.关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机M1），待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。

五、功能指令使用及程序流程图 1.传送指令使用 X0000为ON时，将源容向目标容传送，X0000为OFF时，数据不变化。 2.程序流程图六、端口分配及接线图序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明 1X00 SD 启动（SD） 2X01 A 传送带A故障模拟3X02 B 传送带B故障模拟4X03 C 传送带C故障模拟5X04 D 传送带D故障模拟6Y00 M1 电机M1 7Y01 M2 电机M2 8Y02 M3 电机M3 9Y03 M4 电机M4 10主机COM、面板COM接电源GND 电源地端 11主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、接电源GND 电源地端 12面板V+接电源+24V 电源正端2.PLC外部接线图

机电一体化系统综合实训

西安广播电视大学开放教育机械制造与自动化（机电方向）专业（专科）机电一体化系统综合实训学生姓名：范澍萱学号： 1461101451464 指导老师：万宏强分校：莲湖分校时间：2016年5月20日

机电一体化系统综合实训表面粗糙度测量计实习一、任务目的与要求 1.1目的 1.1.1了解表面粗糙度测量计的组成，建立表面粗糙度测量的概念 1.1.2 了解表面粗糙度测量计的机械结构和传动原理 1.1.3学习传感器的工作原理及其正确接线 1.1.4学习各单元之间的通信方法和系统调试 1.1.5增强团队合作精神 1.2要求 1.2.1 熟悉机械部分的组成、工作原理 1.2.2 绘制机械部分的工作原理图 1.2.3 绘制所研究系统的图 1.2.4了解各模块控制信号的类型 1.2.5熟悉各模块所用传感器类型、结构、工作原理、性能和使用 1.2.6正确分析传感器信号与其它传感器信号的传送过程二、实习内容及过程 1 绪论 1.1前言机械加工中，表面特征的研究是控制机械零件表面质量的重要内容，而表面粗糙度是表面特种的重要技术指标之一。随着机械加工工艺水平的提高，对零件的表面质量提出了越来越高的要求。无论用何种加工方法加工，在零件表面总会留下凹凸不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就可以看到，精加工后的表面用放大镜或者显微镜仍能观察到，这就是零件加工后的表面粗糙度，过去称为表面光洁度。国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。 1.2题目背景和意义

表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。它的大小对零件表面的摩擦磨损、疲劳强度、冲击强度、耐腐蚀性、接触刚度和抗震性、配合性质、测量精度和密封行等有很大的影响。粗糙度测量有接触测量和非接触测量两大类方法。触针式接触测量粗糙度参数的方法具有精度高，稳定性好的优点。该课题就是针对触针式测量粗糙度的测量系统进行改造。 1.3国内外表面粗糙度测量系统的研制情况表面粗糙度与零件表面功能有着密切的关系，因此人们在很早以前就认识到测量表面粗糙度的重要性。但由于技术工艺水平的落后，最早只能单纯的依靠人的视觉和触觉来估计，即通过目测手触摸试件与标准样块进行比较，随着生产技术的发展，人们又采用了比较显微镜进行比对。这些原始的测量方法只能对表面微观不平度做出定性的综合评定。自从1927年德国的施马尔茨（Schmaltz）发明了用光杠杆进行放大的表面轮廓记录仪后，人们就一直致力于表面质量的研究，从此开始了对表面粗糙度的数量化描述。近年来，由于计算机技术、电子技术、数据处理能力的提高，研制了许多三维表面微观形貌测量仪，使得在局部表面上三维评定表面粗糙度成为可行，而且国际上方兴未艾。 2系统方案选择与论证 2.1设计要求本院实验室有一台“221-7”型SORTRONIC的粗糙度轮廓仪，本设计就是在对其研究的基础上，结合新型粗糙度轮廓仪的发展方向对其进行设计改造。如图2.1所示图2.1表面粗糙度轮廓仪

机电传动控制(全套完整版)

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

机电传动控制教案学院、系：机械电子工程学院机电系任课教师：任有志授课专业：机械设计制造及其自动化课程学分：课程总学时：60学时课程周学时： 2006年2月20日

机电传动控制教学进程周次课次章节计划学时教学手段教学环境 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 §1.1§1.2§1.3§2.1 §2.3§2.4 §3.1§3.2 §3.3 §3.4§3.5§3.6 §5.1§5.2§5.3§5.4 §5.4§5.5§5.7§5.8 §6.1§6.2§6.3 §6.4 §6.5 §6.7§7.1§7.2 §7.3 §7.4§7.5 §7.6 电动机原理习题讨论课 §8.1 §8.1 §8.2 实验课继电器接触器控制实验习题讨论课：§8.3 §8.4 §9.1 §9.2 实验课：可编程序控制器认识实验 §9.3 §9.3 实验课：可编程序控制器编程练习 §10.1 §10.2 §10.3§10.5 §10.6 实验课：晶闸管特性及触发原理 §11.1 §11.2 §11.3 §11.4 §12.1 §13.1 §13.2 §13.3 §13.4 实验课题讨论课 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 讲授讲授讲授讲授讲授讲授讲授讲授辅导讲授讲授讲授指导辅导讲授讲授指导讲授指导讲授讲授指导讲授讲授讲授讲授讲授讲授指导辅导多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室机电实验室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室

第七章电气传动实验 (1)

第七章电气传动控制系统实验第一节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、熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。 2、掌握掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。二、实验设备 1、教学实验台主控制屏1个 2、负载组件1套 3、电机导轨及测速发电机1台 4、直流电动机1台 5、双踪示波器 1台 6、万用表 1台三、背景知识直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。因此，为了保持由浅入深的教学顺序，应该首先很好地掌握直流拖动控制系统。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Uc作为触发器的移相控制电压，改变Uc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。工作原理图如图7-1所示。图7-1晶闸管直流调速系统工作原理图

四、实验注意事项、实验内容与实验步骤注：（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。 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7-2所示。图7-2 晶闸管直流调速系统电阻R测试线路图（1）将变阻器R d接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。（2）低压单元的G给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct=0。调节触发电路及晶闸管主回路脉冲偏移电压电位器RP2，使α=150°。（3）电源控制屏的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”。合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端有电压输出。（4）调节G给定U g使整流装置输出电压U d=（30~70）%U ed（可为110V），然后调整Rd使电枢电流为（80~90）%I ed，读取电流表A和电压表V的数值为I1,U1，则此时整流装置的理想空载电压为 Udo=I1R+U1 （5）调节Rd，使电流表A的读数为40% I ed。在U d不变的条件下读取A，V表数值，则 Udo=I2R+U2 （6）求解两式，可得电枢回路总电阻

机电一体化实验报告

机电一体化实验报告一体化系统设计实验报告学院专业班级学号姓名指导教师xx 年1 月12 日实验一机电一体化系统的组成实验目的：以XY简易数控工作台为例，说明机电一体化系统的基本组成和各模块的特点。实验设备：l 台式PC机一台l 标准XY工作台一套l 运动控制卡一块l 游标卡尺一把实验内容：XY简易数控工作台是一典型的机电一体化系统，是许多数控加工设备和电子加工设备的基本部件，XY数控工作台主要由运动控制卡、DC24V 开关电源、步进电机及其驱动器、XY向运动平台、光栅尺和霍尔限位开关组成，其之间的关系如图 1、1所示。工作原理大致为：运动控制卡接受PC机发出的位置和轨迹指令，进行规划处理（插补运算），转化成步进电机驱动器可以接受的指令格式（速度脉冲和方向信号）发给驱动器，由驱动器进行脉冲环行分配和功率放大从而驱动步进电机，步进电机经过联轴器、滚动丝杠推动工作台按指定的速度和位移运动。实验步骤：（1）在XY数控工作台系统中分别找到上述各个模块，并指出各模块在机电一体化系统中实现哪一模块的功能。 ①运动控制卡：运动控制卡是PCL、CPCL、PXL等总线形成的板卡，通俗地讲我们可以把它看成一个单片机，有自己的算法，可以通过V C、V

B、labview、BCB等语言实现其功能，数控系统即通过运动控制卡来实现对机床运动轨迹的控制。②DC24V开关电源：对供电要求质量比较高的控制设备提供纯净、稳定、没有杂波的直流电源。③步进电机及其驱动器：步进电机用于驱动数控工作台的X、Y两个方向的移动；步进电机通过驱动器细分，可减小步距角，从而提高步进电机的精确率，实现脉冲分配和功率驱动放大，此外还可以消除电机的低频振荡、提高电机的输出转矩。④XY向运动平台：分别传输X、Y两个方向的运动。⑤光栅尺：光栅尺是一种位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。⑥霍尔限位开关：用于限制工作台的运动超出导轨的有效长度。（2）使用卡尺测量，计算其平均导程P=10 ；观察其循环器，可知其循环方式为内循环；预紧方式是螺纹调隙式。（3）观察导轨截面，并查阅《机电一体化技术手册》，可知其属于GGA，GGB，GGC，GGF中哪类？ GGB 。其适用场合机械加工中心、NC车床、搬运装置、电火花加工机、木工机械、激光加工机、精密测试仪器、包装机械、食品机械、医疗器械、工具磨床、平面磨床等。（4）查阅《DMC3000硬件手册》可知系统中的运动控制卡可实现四轴的联动，并具有16 个数字量输入和16 个数字量输出控制。（5）记录步进电机型号，网上查阅其详细技术参数，可知

机电一体化系统综合实训报告65396

机电一体化系统综合实训报告时光匆匆，岁月如梭! 转眼为期四周的机电一体化系统综合实训实习结束了。在实习期间虽然很累、很苦，但我却感到很快乐!因为我们在学到了作为一名数控技术专业学生所必备的知识的同时还锻炼了自己的动手能力。而且也让我更深刻地体会到伟大的诗人—李白那一名言：只要功夫深，铁杵磨成针的真正内涵! 在这四周里，我们先进行了PLC应用技术的实训。通过两周的实训，使我认识自己还有很多的不足。而具有良好的职业素质和较高的职业技能是构成二十一世纪，面向现代化企业生产、管理一线的高素质技术人员的两个基本要素。职业素质的提高与职业技能的掌握都应是学习与实践统一的特征，应该贯穿到学习的整个过程。电子工艺实训是根据电子信息类高级人才所需的能力结构而规划的，是技术基础能力的训练，也就是为了培养学生基础能力而开设的。而PLC实训目标就是：“培养学生的职业素质和培训学生的职业技能。”职业技能培养的内容包括：1、控制对象的工作原理、运动与动作特征2、PLC的选型与配置3、系统连接与调试4、控制程序的编制与调试实训进行了两个课题：自动送料专车控制系统的设计和应用plc实现机床液压及主轴的设计，安装与调试。当然其中还学习了画图等一些与自己专业关联的知识。实训让我了解ＰＬＣ设计原理。有很多实际历年来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次实训脱离不了机体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们造作实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便以后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。实训期间，我主要负责报告及找资料，但这并不是说我在其他组员在做他们任务是置之不理，与我无关，我在旁边和组员在一起，参与其中的讨论分析，并不是帮助他们解决问题。而同样在解决我的主要问题是，其他组员也会经常帮我解决一些我无法解决的问题。这样，我们组总的来说，完成两个项目还是比较顺利的。在完成第一个自动送料装车控制系统过程中，由于我的疏忽，把程序指令输错了，s0输成了s2o，因此，在调试过程中花费了不少时间，一起努力分析后还是找到问题所在，并把其解决。由于我的疏忽造成浪费了不少时间，但其他组员并没有说我，而是一起分析，找出原因解决。让我充分感受到团队的温暖！而在第二个项目中我们并没有遇到什么问题，在第二个项目中，学会了电动机的星．三角形接法及其互锁的连接方法。经过两周的实习，我不仅学习了不少与自己专业相关的知识，而且还懂得了团队的力量，并且让自己更相信一份努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习工作中是永远缺少不了的！实习的后两个星期是单片机控制技术的实习，为期几天的单片机实训暴露出来很多学习上的问题，这些问题的发现将为我们以后的学习和工作找道路，查漏补缺为进一步学习作好准备！本次实验我们组做的课题是《交通灯控制》，这是一个实用性质非常强的题目。首先，它非常联系我们日常生活，每当我们在马路上走的时候对我们的人身安全关系最密切的莫过于红绿灯，因此设计一款好的性能优异功能强大的交通灯控制系统是对所有车辆行人的一个最大的福音，是对社会的巨大贡献！其次，交通灯控制系统是涉及到单片机、电路、信号、数学数字运算等多学科的一门

机电传动控制实验报告

《机电传动控制》实验报告天津理工大学机械工程学院 2014年9月

实验一直流他励电动机调速实验一、实验目的 1.深入了解直流他励电动机的调速性能； 2.进一步学习PLC 控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。二、实验原理 1.直流他励电动机的调速原理、调速方法电动机的调速就是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。从直流他励电动机机械特性方程式 T K K R R K U n t e ad a e 2φφ+-= 可知，改变串入电枢回路的电阻Rad ，电枢供电电压U 或主磁通Φ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。（1）改变电枢回路外串电阻Rad 如图7.1所示为串电阻调速的特性曲线，从图中可看出，在一定的负载转矩T L 下，串入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为R a 、R 3、R 2、R 1的情况下，可以得到对应于A 、C 、D 和E 点的转速n A 、n C 、n D 和n E 。在不考虑电枢回路的电感时，电动机调速时的机电过程（如降低转速）见图中沿A →B →C 的箭头方向所示，即从稳定转速n A 调至新的稳定转速n C 。这种调速方法存在不少缺点，如机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；在空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；在调速电阻上消耗大量电能等。

图7.1 电枢回路串电阻调速的特性曲线（2）改变电动机电枢供电电压U 改变电枢供电电压U可得到人为机械特性，如图7.2所示，从图中可看出，在一定负载转矩T L下，加上不同的电压U N、U1、U2、U3、…，可以得到不同的转速n a、n b、n c、n d、…，即改变电枢电压可以达到调速的目的。这种调速方法的特点是： ①当电源电压连续变化时，转速可平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节； ②调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大； ③当T L=常数时，稳定运行状态下的电枢电流Ia与电压U无关，且Φ=ΦN，故电动机转矩T=KtΦN Ia不变，属于恒转矩调速，适合于对恒转矩型负载进行调速； ④可以靠调节电枢电压来启动电动机，而不用其他启动设备。图7.2 改变电枢供电电压调速的特性

《机电一体化系统综合实训》教学大纲

开放教育专科《机电一体化系统综合实训》教学大纲重庆广播电视大学机电工程学院一、课程性质、教学基本目的和要求《机电一体化系统综合实训》是中央广播电视大学数控技术专业（机电方向）的选修实践课之一。 1、知识目标在课程试验的基础上，掌握机电一体化系统的控制原理、控制软件编制。 2、技能目标掌握机电一体化系统的硬件连接、安装调试与操作。 3、素质目标 1）培养学生独立分析和解决问题的能力； 2）培养学生的产品质量意识； 3）培养学生素养，养成一丝不苟的工作习惯； 4）培养学习热情和自学能力，培养学生灵活运用的能力。二、课程在专业中的地位和与其它课程的关系《机电一体化系统综合实训》是选修实践课之一，是一门综合实践课程。是对数控机床电气控制、数控自动编程实训（实践）、电工电子技术、可编程控制器应用、液压与气压传动、可编程控制器应用实训等课程的综合应用。三、课程内容和要求机电一体化系统综合实训是以运动控制、逻辑控制、检测技术为核心的综合实训。可按项目化单元组织实训。各教学点根据自身具体情况选择其中两项以上（包括两项）的实训项目，并将其有机的结合起来，形成相对完整的实训内容。并以此为据，制定出实施性教学计划。实训项目一 PLC应用技术目的要求 1、了解控制对象的工作机理与特征 2、能够根据控制要求选择控制设备（技术性能指标）

3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法 4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能主要内容 1、控制对象的工作原理、运动与动作特征 2、PLC的选型与配置 3、系统连接与调试 4、控制程序的编制与调试实训项目二单片机控制技术目的要求 1、了解控制对象的工作机理与特征 2、能够根据控制要求选择控制设备（技术性能指标） 3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法 4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能主要内容 1、控制对象的工作原理、运动与动作特征 2、单片机的选型与硬件配置 3、系统连接与调试 4、控制程序的编制与调试实训项目三传感器与检测技术应用目的要求 1、了解控制对象的工作机理与特征 2、能够根据控制要求选择控制设备（技术性能指标） 3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法 4、掌握数据的采集与分析方法。主要内容 1、控制对象的工作原理、运动与动作特征

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