QuanserDCMotor电机实验指导

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1、QuanserDCMotor直流电机实验指导QuanserDCMotorA流电机实验包含3部分：建模、速度控制、位置控制，共9个VI程序,如表1-1所示。表1・1直流电机实验组成电机建模实验1・1DCMotor_Modeling_Step_Response实验1-2DCMotor_Modeling_Tuning实验1-3DCMotor_Modeling_SysID电机速度控制实验2-1Speed_PI_Controller_Design实验2-2Speed_Control_Simulation实验2-3DCMotor_Speed

2、_Control电机位置控制实验3-1Position_PD_Controller_Design实验3-2Position_Control_Simulation实验3-3DCMotor_Position_Control实验1-1一、实验目的1.掌握建立直流电机模型的实验方法。二、实验设备及软件计算机1台，NIELVIS1台，QuanserDCMotor板1块。LabVIEW软件，NIELVIS驱动软件，及实验和关VI程序。三、实验原理设直流电机系统是一阶系统，电机电压与转速Z间的传递函数关系如下：一^,通1+us过给电机施加一个

3、阶跃信号，分析阶跃响应曲线，求収出直流电机系统传递函数的参数。根据一阶系统的单位阶跃响应曲线上各点的值、斜率与时间常数T之间的关系，可用实验的方法测定一阶系统的时间常'数工与开环增益K。详阅《自动控制原理》P99。图1-1一阶系统阶跃进响应曲线由图1-1-*阶系统阶跃进响应曲线上可看出，阶跃信号U在时间®开始跃变，输入信号有最小值名山和最人值％x，此产生的输出信号初值为人，输出最终稳定到稳态值Fss。根据公式：旳）二0.632（儿厂儿）+儿求取响应输出上升0.632处的y（口）值，并在图上读出相应的时间h，则时间常数工为:而开环

4、增益K为:AyAwMotorvoltageAmplitude(V)Frequency(Hz)offset(V)ELVISDeviceName[%Devl▼SpeedInputVoltageoutputSamplingrate(Hz)四、实验步骤1•打开ELVIS电源，待指示灯正常后，打开QuanserDCMotor板电源。1.打开DCMotor_ModeIing_Step_Response.vi,在运行程序前，首先确认ELVIS的DeviceName,速度采集通道，SpeedInput与电压输出通道，VoltageOutput,

5、设St正确。2.运行程序获取电机转速的釆样波形，应用实验原理小的实验方法求得直流电机模型的吋间常数I与开环增益K。五、思考题1•总结一阶系统的单位阶跃响应的特点。实验1-2一、实验目的1.验证电机模型，调整模型参数，获取最佳电机电压与转速Z间的传递函数。二、实验设备及软件计算机1台，N1ELVIS1台，QuanserDCMotor板1块。LabVIEW软件，NIELVIS驱动软件，及实验相关VI程序。三、实验步骤1.打开DCMotor_Modeling_Tuning・vi,在运行程序前，必须先确认ELVIS的DeviceName

6、,速度采集通道，SpeedInput与电压输出通道，VoltageOutput,设置正确。2.己知电机电压与转速之间的传递函数关系如下：一^,通过手动调节KA/tau这两个1+TS参数，实吋观察此吋的模型响应•系统实测响应的接近程度来最终确定K为tau这两个电机模型参数。W7NATIONAL^INSTRUMENTSTauDCMotorModelingByTuningParametersOutputVoltage(V)MotorParametersMotorTF图1-2讨论：有时候无论如何调节比例系数K都无法使得速度Illi线在上

7、下两个电压输入水平上都拟合的比较好？实验1・3一、实验目的1•利用LabVIEWSystemIdentification工具包来辨识直流电机电压与转速之间的传递函数,验证电机模型。二、实验设备及软件计算机1台，NIELVIS1台，QuanserDCMotor板1块。LabVIEW软件，NIELVIS驱动软件，及实验相关VI程序。三、实验步骤1.打开DCMotor_Modeling_SysID・vi,在运行程序前，请先确认ELV1S的DeviceName,速度采集通道，SpeedInput与电压输出通道，VoltageOutput

8、,设宜正确。2.运行程序，程序将给电机一个方波的电压激励，然后采集电机的速度响应，接下来再将电压激励与速度响应信号传递给LabVIEWSystemIdentification工具包，通过这个工具包的SIEstimateTransferFunctionModelV