实验内容 （一）直流电机双环调速系统实验，此时必须松开连轴节！不带动工作台！ 1． 测试电流环特性 ，由于外接霍尔传感器只有一套，有五套PWM放大器有电流输出（接成跟随器方式，其电流采样输出为25芯D型插座的17（模拟地），19脚，但模拟地是电流环的模拟地，不是实验箱运算放大器OP07的地！所以，只能用万用表量测。多数同学可用手堵转，给定微小的输入电压（小于50mV）加入到电流环输入端,再加大就必须松开手，观察电机转速能否控制？为什么？如果要测试电流环静态特性，必须用台钳夹住电机轴，保证电机堵转。所以此项实验由教师按图22进行，这里只给出以下数据： LEM ＋ 12 13 PWM 电机 RM －12 功率放大 霍耳 M 25 UM 图 22 电流环静态特性实验接线图 （1）霍尔传感器的校准 利用直流稳压电源和电流表校准霍尔传感器，该传感器为LEM-25,当原边为1匝时，量程为25A，而原边采用5匝时，量程为5A；现在按后者的接法实验，RM约500。 表 1 测试电流环用的LEM霍尔电流传感器校准实验数据 -A(安) -UM(伏) A(安) UM(伏) 0 0.1 0.2 0.3 0.15 0.4 0.2 0.5 0.25 0.6 0.3 0.8 0.4 1 0.5 1.2 0.6 1.4 0.7 1.5 0.75 1.8 0.9 2.0 0 0.05 0.1 1.0 0.1 0.05 0.2 0.1 0.3 0.15 0.4 0.2 0.5 0.25 0.7 0.8 1 0.5 1.2 0.6 1.3 0.65 1.5 0.75 1.8 0.9 2.0 0.35 0.4 1.0 故LEM－25霍尔传感器的传递系数为0.5V/A; （2）然后利用它来测试PWM功率放大器的静态传递系数。电流环的静态特性如表2所示。注意电机是堵转的！ 表2 电流环的静态特性数据 输入电压(V) 0 0.04 5.0 -1.231 0.5 -0.089 5.5 -1.355 1.0 -0.216 6.0 -1.481 1.5 -0.341 7.0 -1.735 2．0 －0.471 8.0 －1.99 2.5 -0.595 8.9 -2.21 3.0 -0.724 3.5 -0.854 4.0 -0.977 UM (V) I(A)(计算值) 输入电压(V) UM (V) I (A) 输入电压(V) 0 0.04 -0.5 0.173 -1.0 0.296 -1.5 0.424 -2．0 0.548 -2.5 0.678 -3.0 0.800 -3.5 0.926 -4.0 1.051 UM (V) I(A)(计算值) 1 输入电压(V) -5.0 1.302 -5.5 1.427 -6.0 1.546 -7.0 1.804 -8.0 2.05 -8.9 2.28 UM (V) I (A) (3)动态特性 利用信号源输入正弦波测试,输入幅度1V;得到通频带400Hz. 2.根据给定参数，利用MATLAB设计速度环的校正装置参数,画出校正前后的Bode图调，到实验室自己接线，教师检查无误后，可以通电调试；首先，正确接线保证系统处于负反馈，如果正反馈会产生什么现象？如何通过开环特性判断测速反馈是负反馈？对此有正确定答案后方能够开始实验。 （1） 在1和β=0.4～0.5时分别调试校正装置的参数，使其单位阶跃输入的响应曲线超调量最小，峰值时间最短，并记录阶跃响应曲线的特征值； 能够用A/D卡把数据采集到计算机中更好！ （2） 断开电源，记录最佳的校正装置参数； （3） 测试速度环静态特性，为加快测试速度，可直接测试输入电压和测速机电压的关系；在转速低的情况下用手动阻止电机的转动，是否会影响转速？为什么？分析速度环的机械特性（转速与负载力矩的关系曲线称为机械特性），从而说明系统的刚度。 （4）有条件的小组可测试速度环频率特性（只测量幅频特性）。 （二）电压－位置伺服系统实验 开始，也必须脱开电机与工作台的连轴节！直到位置环调试好后，再把连轴节连接好！ 1．断开使能，手动电机转动，检查电子电位计工作的正确性！ 2．让位置环开环，利用调速系统，观察电子电位计在大范围工作的正确性，可利用示波器或万用表测试电位计的输出。 3．位置环要使用实验箱的头2个运算放大器，所以必须注意注意位置反馈的极性；为保证位置反馈是负反馈，必须通过位置系统开环来判断，这时位置调节器只利用比例放大器，如果发现目前的接线是正反馈后，怎么接线？ 4．将位置环的位置反馈正确接到反馈输入端，利用给定指令电位计，移动它，使电机位置按要求转动。正确后，即可把连轴节连接好，连接连轴节时用专用内六角扳手。这时应该断电！ 5．按设计的校正装置连接好，再上电。测试具有比例放大器和近似比例积分调节器时的阶跃响应曲线，并记录之； 6．测试输入电压－位置的传递特性曲线； 7．用手轮加小力矩估计系统的（电弹簧）刚度。 三、实验报告要求 （一） 速度环实验 1．对速度环建模，画出速度环方块图，传递函数图 2．画出校正前后的Bode图，设计校正装置及其参数； 3．写出实验原始数据，整理出静态曲线和动态数据； 4．从理论和实际的结合上，分析速度环的特点，并写出实验的收获和改进意见； （二） 位置环实验 1．对位置环建模，画出位置环方块图，传递函数图； 2 2．画出校正前后的Bode图，设计校正装置及其参数； 3．写出实验原始数据，整理出静态曲线和动态数据； 4．从理论和实际的结合上，分析位置环的特点，并写出实验的收获和改进意见； 5．最后，假如采用工业控制微机或单片机或DSP，如何组成数字控制系统，这里可以利用光电编码器组成数字式位置反馈，也同时可利用光电编码器组成角速度反馈。画出系统的组成方块图？你对计算机控制系统是否感兴趣？其设计与分析方法是什么？你对高精度测角或微小位移测量传感器有多少知识？ 由于实验准备时间短，测试设备需要较多的经费，现在还不能够满足实验的要求，请大家见谅，并欢迎有志者参加实验室建设的工作中来！ 参考资料： 1．董景新 赵长德 《控制工程基础》， 1992 ，清华大学出版社 2．桂林星辰电力有限公司 《直流脉宽伺服系统使用手册》 主页 ： www.stars.com.cn 3． 秦继荣 沈安俊 《现代直流伺服系统控制技术及其系统设计》 1993 ，机械工业出版社 4． 高钟毓 《机电系统控制工程》 2002 ，清华大学出版社 5． 赵良炳 《现代电力电子技术》 1995 ，清华大学出版社 6． 上海巨风实业公司 “直流伺服电机样品” 7． 安杰伦公司 “HEDL-5540 光电编码器资料” 主页： www.agilent.com 8．薛定宇 《反馈控制系统设计与分析----matlab语言与应用》 2000 , 清华大学出版社 3 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/0f541de633d4b14e84246814.html