运动控制实验指导书

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1、实验一带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统的研究一、实验目的1、了解转速单闭环调速系统的组成；2、掌握转速单闭环调速系统的调试方法及电流截止负反馈的整定；3、加深理解转速负反馈在调速系统的作用；4、测定转速单闭环调速系统的静特性。二、仪器设备1、三相整流变压器2、平波电抗器3、直流电动机-测速发电机组4、调速系统试验台5、变阻器6、万用表7、双踪示波器三、系统组成及工作原理调速系统中为了提高系统的动、静态性能指标，必须采用闭环控制，转速单闭环调速系统是常用的一种形式，下图就是带电流截止负反馈的转速单闭

2、环调速系统的实验线路。图中电机的电枢回路由晶闸管整流电路供电，通过与电动机同轴刚性连接的测速发电机检测电机的转速，并经转速反馈环节FGS分压后取出合适的反馈电压Ufn，此电压与转速给定电压Ugn经ASR综合调节后，输出作为移相触发器的控制电压，由此组成转速单闭环系统。本系统采用比例调节器，属于有静差系统，增加ASR的比例放大倍数即可提高系统的静特性硬度。为了防止启动和运行中过大的电流冲击，系统中引入了电流截止负反馈，由TCV取出与电流成正比的电压信号，当电枢回路中电流超过一定值时，此信号使稳压管Z击穿

3、，送出电流反馈信号并进入ASR输入端进行综合，以限制电流不超过其允许的最大值，改变Ugn即可调整电机的转速。四、实验步骤1、晶闸管整定电路的调试和测试用实验方法分析一个单闭环系统，首先要调好晶闸管整流电路，保证整流桥在控制电压的作用下正确的供电。本系统主整流变压器按△/△-12连接，同步变压器的连接方式应是Y/Y-12。电源相位校对正确后，进一步检查和调整锯齿波发生器，用双踪示波器观察三块触发板的锯齿波，通过调节恒流充电回路的电位器，使三个锯齿波斜率和高度近似相同。再检测六个双脉冲触发波形，保证各脉冲

4、之间相位都接近600，并调整总偏移电压，使控制电压Uk=0时触发控制角为900，此时晶闸管整流电路即可正常工作了。2、转速负反馈单闭环静特性的研究按图接好线，取ASR的放大倍数KP=1，起动电机时逐渐增加Ugn，在相同Ugn下，如果转速下降，则说明反馈接线极性正确，否则须改换反馈接线极性。确认转速反馈极性无误后，停车，再使ASR的放大倍数Kp=10~20，重新起动电机，缓慢增加给定电压，使电机稳定运行在空载转速处，然后将负载电阻Rg放在最大处，再调节Rg，记录相应的几组Id和n的数值，填入下表，绘制系

5、统的闭环静特性曲线。n（r/min）Id（A）五、注意事项1、实验时触发回路移相触发后，才允许合主回路电源；2、用小量程电流表时，不允许阶跃起动电机，如需阶跃起动应把电流表短接。3、电机启动前，应先加上电动机的励磁，才能使电机启动。在启动前必须将移相控制电压调到零，使整流输出电压为零，这时才可以逐渐加大给定电压，不能在开环或速度闭环时突加给定，否则会引起过大的启动电流，使过流保护动作，告警，跳闸。4、直流电动机的电枢电流不要超过额定值使用，转速也不要超过1.2倍的额定值。以免影响电机的使用寿命，或发生

6、意外。六、数据处理1、根据实验数据，画出转速单闭环直流调速系统的静特性。2、简述闭环系统的反馈控制规律。3、比较开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系，说明闭环特性优点和电流截止负反馈对闭环静特性的影响。实验二双闭环不可逆直流调速系统实验一、实验目的1、了解双闭环不可逆调速系统的组成；2、掌握双闭环不可逆调速系统的调试方法及参数的整定；3、加深理解两个调节器在调速系统的作用；4、测定双闭环不可逆调速系统的静态和动态性能指标。二、仪器设备1、三相整流变压器2、平波电抗器3、直流电动机-测速发电机组4、调

7、速系统试验台5、变阻器6、万用表7、双踪示波器三、系统组成及工作原理为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。转速信号是主控信号，电流信号是根据转速的误差进行控制的信号，二者之间实行嵌套，这样可以抑制电网电压和负载扰动对转速的影响。实验系统如图所示。系统工作时，电机首先加额定励磁，改变给定电压，即可方便调节电机的转速。调节器均设成带限幅的，转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电

8、压限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。当加入给定电压时，ASR饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速起动，直到电机转速达到给定转速，并出现超调后，ASR退饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的相应数值上。四、实验步骤1、多环调速系统调试的基本原则（1）先部件，后系统。即先将各环节的特性调好，然后才能组成系统。（2）先开环，后闭环。即先将系统能正常开环运行，然后确定电流和转速均为负反馈后组成闭环系统。（3）先内环，后外环。即先闭环调试时，先调电流内