《自动控制系统》实验指导书

《自动控制系统》实验指导书

适用专业:电气工程与自动化

课程代码:8416460

总学时:40 总学分: 2

编写单位:电气信息学院

编写人:李伟

审核人:

审批人:

批准时间:年月日

目录

实验一单闭环晶闸管直流调速系统实验 (1)

实验二双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 (5)

实验三通用变频器的调试与使用 (8)

主要参考文献 (9)

实验一单闭环晶闸管直流调速系统

一、实验目的和任务

1、了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理；

2、掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程；

3、认识闭环反馈控制系统的基本特性。

二、实验内容

1、基本控制单元调试；

2、U ct不变时的直流电动机开环特性的测定；

3、U d不变时的直流电动机开环特性的测定；

4、转速反馈有静差单闭环直流调速系统；

5、转速反馈无静差单闭环直流调速系统。

三、实验仪器、设备及材料

1、DZSZ-1型实验装置主控制屏；

2、挂件DJK02、DJK04、D45-1、D42、D31、D55-2；

3、直流电动机-直流发电机-测速发电机组；

4、双踪慢扫描示波器、万用表。

四、实验原理

为了提高直流调速系统的动静态性能指标，可以采用闭环系统。图1-1所示的是单闭环直流调速系统。在转速反馈的单闭环直流调速系统中，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，与负给定电压相比较，速度调节器的输出用来控制整流桥的触发装置，从而构成闭环系统。

五、主要技术重点、难点

无静差调速系统PI参数的调节。

G ASR

FUS

GT API

TG

M

V

A

G

V

A

220V

+

-

~220V

R G

13

2

6

3

1

2

图1-1 单闭环直流调速系统

六、实验步骤

1、触发控制电路调试及开关设置

1)打开总电源开关，观察各指示灯与电压表指示是否正常。

2)“触发电路脉冲指示”应显示“窄”；如不满足这个要求，拨动DJK02面板上的钮子开关，

使之符合上述要求。

3)触发电路的调试方法：用示波器观察触发电路双脉冲是否正常，观察三相的锯齿波并调

整a、b、c三相的锯齿波斜率调节电位器，使三相锯齿波斜率尽可能一致；观察6个触

发脉冲，应使其间隔均匀，相互间隔60°。

4)将给定器输出U g直接接至触发电路控制电压U ct处，调偏移电压U b，使U ct=0，α=90°，

此时整流电压为零。

5)将面板上的U1f端接地，将I组触发脉冲的六个开关拨至“接通”，观察正桥SCR1～SCR6

晶闸管的触发脉冲是否正常。

2、U ct不变时的直流电机开环外特性的测定

1)控制电压U ct由给定器的输出U g直接接入，直流发电机接负载电阻R G。

2)逐渐增加给定电压U g，使电机启动、升速；调节U g和R G使电动机I d=I ed、转速n=n ed。

3)改变负载电阻R G即可测出U ct不变时的直流电机开环外特性n=f(I d)，记录于下表中。

n(r/min)

I d

3、U d不变时的直流电机开环外特性的测定

1)控制电压U ct由给定器的输出U g直接接入，直流发电机接负载电阻R G。

2)逐渐增加给定电压U g，使电机启动，升速；调节U g和R G，使电动机电流I d=I ed、转速

n=n ed。

3)改变负载电阻R G，同时保持U d不变（可通过调节U ct来实现），测出U d不变时的直流电

机开环特性n=f(I d)，记录于下表中。

n(r/min)

I d

4、基本单元部件调试

1)移相控制电压U ct的调节范围确定：直接将给定电压U g接入移相控制电压U ct的输入端，

整流桥接电阻负载，用示波器观察u d的波形。当U ct由零调大时，U d随U ct的增大而增

大，当U ct超过某一数值U ct’时，u d出现缺少波头的现象，这时U d反而随U ct的增大而减

少。一般可确定移相控制电压的最大允许值U ctmax=0.9U ct’，即U ct的允许调节范围为0～

U ctmax。

2)调节器的调整（用速度调节器ASR）

a)调节器的调零：将调节器输入端接地，将串联反馈网络中的电容短接，使调节器成

为比例（P）调节器。调节面板上的调零电位器RP1，用万用表的mV档测量，使

调节器的输出电压为零。

b)正、负限幅值的调整：将调节器的输入端接地线和反馈电路短接线去掉，使调节器

成为比例积分（PI）调节器，然后将给定器输出“1”端接到调节器的输入端，当加正

给定时，调整负限幅电位器RP3，使之输出电压为零（调至最小值即可）；当调节器

输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP2，使正限幅值符合实验要求。在本实验

中，电流调节器和速度调节器的输出正限幅值均为U ctmax，负限幅值均为零。

5、转速反馈有静差单闭环直流调速系统

按图1-1接线，在本实验中，给定电压U g为负给定，转速反馈电压为正电压，速度调节器接成比例（P）调节器。

调节给定电压U g和直流发电机负载R G，使电动机运行在额定点，固定U g，由满载至轻载调节直流发电机的负载，记录电动机的转速n和电枢电流I d于下表中。

n(r/min)

I d

6、转速反馈无静差单闭环直流调速系统

按图1-1接线，在本实验中，给定U g为负给定，转速反馈电压为正电压，速度调节器接成比例积分（PI）调节器。

调节给定电压U g和直流发电机负载R G，使电动机运行在额定点，固定U g，由满载至轻