運動控制系統(tǒng)實驗系列分析多環(huán)直流調速系統(tǒng)

1、多環(huán)直流調速系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)實驗系列分析概述多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗運動控制系統(tǒng)實現了電能與機械能之間的能量轉換通過控制電動機電壓、電流、頻率等輸入量，改變工作機械的轉矩、轉速和轉角等機械量。運動控制系統(tǒng)（電力拖動控制系統(tǒng)）以機械運動的驅動設備電動機為控制對象以控制器為核心以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機構在自動控制理論的指導下組成概述多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗運動控制系統(tǒng)分類根據生產機械要求分：調速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、張力控制系統(tǒng)、多電動機同步控制系統(tǒng)；按驅動電機的類型分：直流傳動系統(tǒng)、交流傳動系統(tǒng)；按控制器的類型分：模擬控制系統(tǒng)、數字控制系統(tǒng)；按系統(tǒng)中閉環(huán)的數目分：單環(huán)控制系統(tǒng)、多環(huán)控制系統(tǒng)。所謂的多環(huán)系

2、統(tǒng)，是指按一環(huán)套一環(huán)的嵌套結構組成的具有兩個或兩個以上閉環(huán)的控制系統(tǒng)。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗調速系統(tǒng)發(fā)展歷史1821年英國科學家法拉第首先證明可以把電力轉變?yōu)樾D運動。 1834 年德國雅可比發(fā)明直流發(fā)動機在兩個U型電磁鐵中間，裝一六臂輪，每臂帶兩根棒型磁鐵。通電后，棒型磁鐵與U型磁鐵之間產生相互吸引和排斥作用 ，帶動輪軸轉動。1870年比利時工程師格拉姆證明向直流發(fā)動機輸入電流，其轉子會象電動機一樣旋轉。這就是格拉姆型直流電動機。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗調速系統(tǒng)發(fā)展歷史上個世紀30年代，出現發(fā)電機-電動機調速系統(tǒng)。軋鋼、礦山采掘、海洋鉆探、金屬加工、紡織、造紙以及高層建筑等需要高性能可控電力拖動的

3、場合，仍然廣泛采用直流調速系統(tǒng)。 直流調速系統(tǒng)在工業(yè)應用上仍將占重要地位. 隨著磁放大器、電機放大器等控制元件問世和被采用，直流調速系統(tǒng)能在較寬范圍內實現平滑調速，具有較優(yōu)良的調速性能指標，從而使直流電動機被廣泛的應用在各個生產領域。調速系統(tǒng)發(fā)展歷史冷軋機中的應用冷軋機是一種鋼筋冷軋加工設備，目前主流用的是直流電機與直流調速器來控制。軋機的速度穩(wěn)定性要求較高，由主機來帶動左右卷取機的運行，主機運行在精確的速度控制方式下，直流調速系統(tǒng)可以很好的滿足穩(wěn)定性和精度的要求。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗調速系統(tǒng)發(fā)展歷史多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗龍門刨床中的應用龍門刨床是一種廣泛使用的大型工件刨削加工機床，是工業(yè)的母機

4、。龍門刨床的工作臺帶著工件通過門式框架作直線往復運動，空行程速度大于工作行程速度。機床工作臺的驅動為直流調速方式,調速范圍較大,在低速時也能獲得較大的驅動力。不僅要求頻繁地換向, 而且要求動態(tài)及靜態(tài)性能優(yōu)良。 調速系統(tǒng)發(fā)展歷史多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗高層電梯中的應用直流電動機具有調速性能好、調速范圍大的特點，因此很早就應用于電梯上，采用發(fā)電機一電動機組形式驅動。它控制的電梯速度達4ms，機組結構體積大、耗電大、維護工作量較大、造價高，因此常用于對速度，舒適感要求較高的建筑物中。實驗目的實驗原理實驗設備實驗內容多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗目的1、熟悉多環(huán)調速系統(tǒng)的組成原理及其調試方法

5、；2、掌握單環(huán)及雙環(huán)調速系統(tǒng)靜態(tài)特性的測試方法，繪制靜態(tài)特性曲線； 4、掌握三環(huán)調速系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的測試方法，求出系統(tǒng)的Mp、h、2、1、c，繪出三環(huán)調速系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖。 3、掌握雙環(huán)及三環(huán)調速系統(tǒng)動態(tài)特性的測試方法； 實驗目的實驗原理實驗設備實驗內容多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗設備多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗直流電動機組DS5152CA數字示波器 TD4020頻率特性測試儀 直流調速系統(tǒng)操作臺多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗直流調速系統(tǒng)操作臺多環(huán)調速系統(tǒng)組成前置放大器 速度調節(jié)器 微分速度調節(jié)器電壓調節(jié)器 電流調節(jié)器 電流變化率調節(jié)器速度負反饋 速度正反饋 PWM功率放大器實驗目的實驗原理實驗設備實驗內容多

6、環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性系統(tǒng)動態(tài)特性系統(tǒng)中各調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗原理系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)頻率特性多環(huán)調速系統(tǒng)分類多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗直流電動機的轉速特性調節(jié)直流電動機的轉速的方法改變電樞回路電阻調速法；減弱磁通調速法；調節(jié)電樞電壓調速法。本實驗裝置采用改變電樞回路電壓進行調速恒轉矩調速方法無級平滑調速Ia變化遇到的時間常數較小，能快速響應需要大容量可調直流電源系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)靜態(tài)特性系統(tǒng)動態(tài)特性系統(tǒng)中各調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗原理系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)頻率特性多環(huán)調速系統(tǒng)分類多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)調速系統(tǒng)分類單環(huán)調速系統(tǒng)轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)雙環(huán)調速系統(tǒng)三環(huán)調

7、速系統(tǒng)多環(huán)調速系統(tǒng)簡介多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗單環(huán)調速系統(tǒng)為了實現生產機械對調速系統(tǒng)的靜差率的要求，只能減少負載所引起的靜態(tài)速降nnom。從控制手段上引入轉速負反饋，使系統(tǒng)成為轉速負反饋的單閉環(huán)調速系統(tǒng)。減小轉速降落降低靜差率擴大調速范圍轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)UnUct多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)調速系統(tǒng)分類單環(huán)調速系統(tǒng)轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)帶電流截止的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)雙環(huán)調速系統(tǒng)三環(huán)調速系統(tǒng)多環(huán)調速系統(tǒng)簡介多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗單環(huán)調速系統(tǒng)帶電流截止的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)為了解決轉速反饋閉環(huán)調速系統(tǒng)起動和堵轉電流過大的問題，引進電流負反饋以保持電流它不超過允許值。當電流大到

8、一定程度時才起作用的電流負反饋叫做電流截止負反饋。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)調速系統(tǒng)分類單環(huán)調速系統(tǒng)轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)帶電流截止的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)電樞電壓負反饋單環(huán)調速系統(tǒng)雙環(huán)調速系統(tǒng)三環(huán)調速系統(tǒng)多環(huán)調速系統(tǒng)簡介多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗單環(huán)調速系統(tǒng)電樞電壓負反饋單環(huán)調速系統(tǒng)忽略電樞繞組上的壓降，電樞電壓負反饋基本上能代替轉速負反饋的作用。作為反饋檢測元件的只是一個并聯(lián)在電樞兩端起分壓作用的電位器，比測速發(fā)電機簡單的多。電壓負反饋調速系統(tǒng)不能克服電樞壓降所造成的轉速降落，調速性能不如轉速負反饋，穩(wěn)態(tài)性能也要差些。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)調速系統(tǒng)分類單環(huán)調速系統(tǒng)轉速負反饋單閉環(huán)無靜差

9、調速系統(tǒng)帶電流截止的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)電樞電壓負反饋單環(huán)調速系統(tǒng)雙環(huán)調速系統(tǒng)轉速、電流雙環(huán)調速系統(tǒng)三環(huán)調速系統(tǒng)多環(huán)調速系統(tǒng)簡介多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗雙環(huán)調速系統(tǒng)轉速、電流雙環(huán)調速系統(tǒng)為了實現在允許條件下的最快起動，在系統(tǒng)中設置兩個調節(jié)器，分別調節(jié)轉速和電流；以轉速調節(jié)器的輸出作為電流調節(jié)器的輸入，再用電流調節(jié)器的輸出作為PWM功率放大器的控制電壓。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網電壓波動引起的轉速變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)調速系統(tǒng)分類單環(huán)調速系統(tǒng)轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)帶電流截止的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)電樞電壓負反饋單環(huán)調速系統(tǒng)雙環(huán)調速系統(tǒng)轉速、電流雙環(huán)調速系統(tǒng)三環(huán)調

10、速系統(tǒng)帶電流變化率內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)多環(huán)調速系統(tǒng)簡介多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗三環(huán)調速系統(tǒng)帶電流變化率內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)為解決系統(tǒng)的快速性，增加一個限制電流變化的約束條件，使電流按允許的最大變化率上升；在電流環(huán)里面，再套上一個電流變化率環(huán)，這樣就構成一種三環(huán)調速系統(tǒng)。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)調速系統(tǒng)分類單環(huán)調速系統(tǒng)轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)帶電流截止的轉速負反饋單閉環(huán)調速系統(tǒng)電樞電壓負反饋單環(huán)調速系統(tǒng)雙環(huán)調速系統(tǒng)轉速、電流雙環(huán)調速系統(tǒng)三環(huán)調速系統(tǒng)帶電流變化率內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)多環(huán)調速系統(tǒng)簡介多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗三環(huán)調速系統(tǒng)帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)大容量且對動態(tài)性能要求較高

11、的調速系統(tǒng)，通常會采用轉速、電流、電壓三環(huán)調速系統(tǒng)。電壓調節(jié)器的主要作用是改造對象特性和加快電壓調節(jié)時間。系統(tǒng)靜態(tài)特性系統(tǒng)動態(tài)特性系統(tǒng)中各調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗原理系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)頻率特性多環(huán)調速系統(tǒng)分類多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗PI調節(jié)器的作用在系統(tǒng)中增加了一個位于原點的開環(huán)極點，可以提高系統(tǒng)的型別，以消除或提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。同時也增加了一個位于S左半平面的開環(huán)零點，用來提高系統(tǒng)的阻尼度，緩和PI控制器極點對系統(tǒng)穩(wěn)定性產生的不利影響。只要積分時間常數Ti足夠大，PI控制器對系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響可大為減弱。在控制系統(tǒng)中，PI控制器主要用于改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

12、多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗轉速調節(jié)器的作用轉速調節(jié)器是調速系統(tǒng)的主導調節(jié)器，它使轉速n很快地跟隨給定電壓Un*變化，保證穩(wěn)態(tài)時可減小轉速誤差，如果采用PI調節(jié)器，則可實現無靜差。對負載變化起抗擾作用。其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。在啟動時給出最大電流給定信號。電流調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗作為內環(huán)的調節(jié)器，在外環(huán)轉速的調節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨外環(huán)調節(jié)器的輸出量變化。電壓調節(jié)器的作用改造對象特性，加快電壓調節(jié)時間，限制最大輸出電壓。對電網電壓波動起及時抗擾作用。當電機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的安全、自動保護作用。啟動時保證獲得恒定的最大允許電流，從而加快動態(tài)

13、過程。在轉速調節(jié)過程中，使電流Id跟隨其給定電壓Un*變化。系統(tǒng)靜態(tài)特性系統(tǒng)動態(tài)特性系統(tǒng)中各調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗原理系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)頻率特性多環(huán)調速系統(tǒng)分類多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性直流調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性直流電動機轉速與負載轉矩的靜態(tài)關系系統(tǒng)開環(huán)放大倍數K不同，系統(tǒng)靜態(tài)特性也不同系統(tǒng)靜態(tài)特性將影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差對直流電動機來講，改變負載電阻值的大小，就是改變直流電動機電磁轉矩M的大小。直流電動機、直流發(fā)電機、直流測速機這三個元件同軸連接而組成機組直流發(fā)電機電樞電流與負載電阻值成反比直流發(fā)電機的負載轉矩與負載電流成正比 Mfz = CmIfz系統(tǒng)靜態(tài)特性系統(tǒng)動態(tài)特性系統(tǒng)中各

14、調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗原理系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)頻率特性多環(huán)調速系統(tǒng)分類多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性 系統(tǒng)的時域性能指標在給定信號r(t)的作用下，系統(tǒng)輸出量u(t)的變化情況用時域性能指標來描述。是在初始條件為零的情況下，以系統(tǒng)對單位階躍輸入信號的輸出響應(稱為單位階躍響應)為依據提出的。上升時間tr峰值時間tp過渡過程時間ts超調量p系統(tǒng)靜態(tài)特性系統(tǒng)動態(tài)特性系統(tǒng)中各調節(jié)器的作用多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗實驗原理系統(tǒng)調速原理系統(tǒng)頻率特性多環(huán)調速系統(tǒng)分類多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性頻率特性法：研究待測系統(tǒng)輸入正弦信號與輸出正弦信號的幅值和相位變化的關系對于線性定常系統(tǒng)，當輸入是正弦信

15、號時，其輸出也是相同頻率的正弦信號，只是二者幅值、相角可能不同。正弦信號有無窮階導數，所以正弦信號中包含了位置、速度、加速度等各種作用；控制系統(tǒng)中的各個信號，可以分解成許多不同頻率的正弦信號；根據控制系統(tǒng)對不同頻率正弦信號的響應，就可以全面地反映出系統(tǒng)的各種性質。在對象的輸入端加入一定帶寬范圍內各種頻率的正弦波信號，測量其輸出信號頻率特性數據，就可以分析系統(tǒng)的頻率特性。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗本實驗采用TD4020頻率特性測試儀測量系統(tǒng)頻率特性指標TD4020頻率特性測試儀組成部分信號發(fā)生器頻率分析器顯示器頻率特性測試儀系統(tǒng)頻率特性測試過程產生一系列不同頻率的正弦信號X激勵被測對象；測量被測對象的

16、穩(wěn)態(tài)響應Y，逐點獲得其頻率特性；根據測量數據求出系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性指標。根據系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性指標繪制系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖；實驗目的實驗原理實驗設備實驗內容多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗測試轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)和轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，繪制靜態(tài)特性曲線。單環(huán)調速系統(tǒng)和雙環(huán)調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性測試測試轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)和帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)特性，根據測量的時域性能指標tp、ts、p，求出頻率域性能指標c、b和系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(s)。雙環(huán)調速系統(tǒng)和三環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)特性測試測試帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)的頻率特性，求出系統(tǒng)的Mp、h、2、1、c；繪出三環(huán)調速系統(tǒng)開環(huán)Bod

17、e圖； 三環(huán)調速系統(tǒng)的頻率特性測試系統(tǒng)實驗內容多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性測試系統(tǒng)靜態(tài)特性測試的工作方式如下圖所示測試方法：將調速系統(tǒng)分別連接成：轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)；轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。調節(jié)給定電壓Un*使電動機轉速達到理想空載轉速700轉/每分鐘（rpm），逐次改變負載電阻的波段開關，觀察電動機轉速n與電流I數值的變化。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性測試實驗步驟：1、確認調速系統(tǒng)電源處于關閉狀態(tài)；2、速度給定電位器調在圈左右；3、按調速系統(tǒng)原理框圖分別連接成： 轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)； 轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)；4、將負載電阻的波段開關撥在

18、0檔；5、將前置放大器的指針式電位器K1的數值調節(jié)在K=5；6、接通調速系統(tǒng)電源開關；7、調節(jié)速度給定指針電位器的數值使電機的轉速達到700rpm左 右（參考值：此時速度給定指針電位器應大于圈）；8、改變負載電阻的波段開關（從0到8）；9、記錄每一次負載電阻的變化引起的電動機轉速與電流I的變化；10、將速度給定電位器調在圈左右，關斷調速系統(tǒng)電源開關；15多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性測試11、記錄表格如下：12、根據記錄數據繪出系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線；多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性測試轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)連線方式如下：多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)靜態(tài)特性測試轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)連線方式

19、如下：測試轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)和轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，繪制靜態(tài)特性曲線。單環(huán)調速系統(tǒng)和雙環(huán)調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性測試測試轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)和帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)特性，根據測量的時域性能指標tp、ts、p，求出頻率域性能指標c、b和系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(s)。雙環(huán)調速系統(tǒng)和三環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)特性測試測試帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)的頻率特性，求出系統(tǒng)的Mp、h、2、1、c；繪出三環(huán)調速系統(tǒng)開環(huán)Bode圖； 三環(huán)調速系統(tǒng)的頻率特性測試系統(tǒng)實驗內容多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試測試方法：將調速系統(tǒng)分別連接成：轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)；帶電壓內環(huán)

20、的三環(huán)調速系統(tǒng)。調節(jié)給定電壓Un*使電動機轉速n達到400（rpm）左右，在給定電壓Un*上疊加這個方波信號，從超低頻示波器可以觀測到系統(tǒng)的輸出波形。系統(tǒng)動態(tài)特性測試的工作方式如下圖所示多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試實驗步驟：1、確認調速系統(tǒng)電源處于關閉狀態(tài)；2、速度給定電位器調在圈左右；3、按調速系統(tǒng)原理框圖分別連接成： 轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)、 帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)；4、將負載電阻的波段開關撥在0檔；5、將前置放大器的指針式電位器K1的數值調節(jié)在K=5；6、接通調速系統(tǒng)電源開關；7、調節(jié)速度給定指針電位器的數值使電機的轉速達到400rpm左右；8、利用TD4020頻率特性分析儀

21、，產生幅值、頻率200mHz的方 波信號；9、觀測示波器的圖形，在適當的觀測點按下示波器的運行/停止 鍵，鎖定階躍響應曲線；10、用示波器的光標方法，測量時域參數Umax、U、tr、tp和ts的 值，并求出系統(tǒng)的超調量p，一并填寫到實驗報告指 定頁面的表格中；11、將速度給定電位器調在圈左右，關斷電源開關； 30多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試12、根據時域性能指標的測量值，求出直流調速系統(tǒng)的頻率域性能指標、n、c、b，并求出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(s)，一并填寫到實驗報告指定頁面的表格中。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試二階控制系統(tǒng)的時域性能指標與頻域性能指標關系公式如下： 多環(huán)直流調速

22、系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)連線方式如下：多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試利用TD4020頻率特性分析儀產生方波信號步驟 ：在發(fā)生器（GENERATOR）單元中按波形選擇（WAVE SELECT）連續(xù)三次，在LED顯示窗口中顯示出 ，表示發(fā)生器的輸出為方波信號。在控制面板的右側，按下頻率（FREQ），在數字單元中按數字鍵200，按下mHz，再按下寫入（ENTER），表示方波信號頻率為。在控制面板的右側，按下幅度（AMPL），在數字單元中按數字鍵，再按下寫入（ENTER），表示方波信號幅值為。在發(fā)生器（GENERATOR）單元中按下啟動（START），這樣TD4020頻率

23、特性分析儀就能產生一個電壓幅值，波形頻率的方波信號。多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)動態(tài)特性測試用示波器的光標方法，測量時域參數Umax、U、tr、tp和ts的值 ：最大偏離量Umax：Uc軌跡從零點起到最大值區(qū)段在示波器Y軸上投影的坐標格數；終值U：Uc軌跡從零點起到進入穩(wěn)態(tài)值區(qū)段在示波器Y軸上投影的坐標格數；上升時間（tr）：Uc軌跡從終值10%上升到終值90%區(qū)段在時間軸上的投影就是上升時間（用示波器測量可直接顯示出時間數值）峰值時間（tp）：Uc軌跡從零點起到最大值區(qū)段在時間軸上的投影就是峰值時間（用示波器測量可直接顯示出時間數值）；過渡過程時間（ts）：找到Uc軌跡進入5%的誤差帶后不再出來

24、的第一個相交點，從Uc軌跡零點起到這個交點區(qū)段在時間軸上的投影就是過渡過程時間（用示波器測量可直接顯示出時間數值）。超調量p：根據Umax和U可以求出系統(tǒng)的超調量。測試轉速負反饋單閉環(huán)無靜差調速系統(tǒng)和轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，繪制靜態(tài)特性曲線。單環(huán)調速系統(tǒng)和雙環(huán)調速系統(tǒng)的靜態(tài)特性測試測試轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)和帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)特性，根據測量的時域性能指標tp、ts、p，求出頻率域性能指標c、b和系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(s)。雙環(huán)調速系統(tǒng)和三環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)特性測試測試帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)的頻率特性，求出系統(tǒng)的Mp、h、2、1、c；繪出三環(huán)調速系統(tǒng)開環(huán)Bode圖； 三環(huán)

25、調速系統(tǒng)的頻率特性測試系統(tǒng)實驗內容多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性測試測試方法：在測試調速系統(tǒng)頻率特性時，被測調速系統(tǒng)的輸入端，施加不衰減的正弦信號u(t)=Amsin(t)，調速系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)輸出過程，其輸出信號也為正弦信號，角頻率與輸入相同，即y(t)=Rmsin(t)。在測試頻率特性的過程中，正弦信號每一次角頻率的變化，TD4020頻率特性分析儀都按 、 的數學公式計算，并在LED窗口顯示出來。系統(tǒng)頻率特性測試的工作方式如下圖所示：多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性測試實驗步驟：1、確認調速系統(tǒng)系統(tǒng)電源處于關閉狀態(tài)；2、速度給定電位器調在圈左右；3、按調速系統(tǒng)原理框圖連接

26、成帶電壓內環(huán)的三環(huán)調速系統(tǒng)4、將負載電阻的波段開關撥在0檔；5、將前置放大器的指針式電位器K1的數值調節(jié)在K=5；6、接通調速系統(tǒng)電源開關；7、調節(jié)速度給定指針電位器的數值使電機的轉速達到400rpm左右；8、利用TD4020頻率特性分析儀，產生幅值、下限頻率 300mHz、上限頻率8Hz的正弦信號；9、用頻率特性分析儀測量頻率特性的幅頻數值并記錄相應數據至實 驗報告頁面給定的表格中；10、將速度給定電位器調在圈左右，關斷調速系統(tǒng)電源開關；11、根據測量數據求出系統(tǒng)的Mp、h、2、1、c。12、根據以上參數繪制系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖；多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性測試頻率（f）角頻率（）幅頻特性（db）相頻特性（）頻率（f）角頻率（）幅頻特性（db）相頻特性（）0.313.72.414.50.513.83.014.90.813.83.817.5511.013.84.813.61.213.96.013.41.514.07.68.71.914.38.05幅值（db） 相角（） 頻率（mHz）多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性測試多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性測試多環(huán)直流調速系統(tǒng)實驗系統(tǒng)頻率特性測試利用TD4020頻率特性分析儀產生正弦信號步驟 ：在