運動控制系統(tǒng)實驗報告

運動控制系統(tǒng)實驗一、 實驗目的：1） 熟悉和掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法和步驟；2） 通過實驗，分析和研究系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性，并研究調(diào)節(jié)的參數(shù)對動態(tài)品質(zhì)的影響；3） 通過實驗，提高自身實際操作技能，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。二、 實驗內(nèi)容：（2） 各控制單元調(diào)試；（3） 整定電流反饋系數(shù)B，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a整定電流保護動作值；（4） 測定開環(huán)機械特性及高、低時速的靜特性n=f（I）；d（5） 閉環(huán)控制特性n=f（I）的測定；d（6） 改變調(diào)節(jié)器參數(shù)，觀察、記錄電流和速度走動、制動時的動態(tài)波形。三、 實驗調(diào)節(jié)步驟：雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則：先單元，后系統(tǒng)；先開環(huán)，后閉環(huán)；先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)先單向（不可逆），后雙向（可逆）。系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試（1） 系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試整定：定相分析：定相目的是根據(jù)各相晶閘管在各自的導電范圍，觸發(fā)器能給出觸發(fā)脈沖，也就是確定觸發(fā)器的同步電壓與其對應的主回路電壓之間的正確相位關(guān)系，因此必須根據(jù)觸發(fā)器結(jié)構(gòu)原理，主變壓器的接線組別來確定同步變壓器的接線組別。（2） A=90。的整定（3） 制定移相特性（4） 帶動電機整定a和B3系統(tǒng)的單元調(diào)試（1） ASR、ACR和反相器的調(diào)零、限幅等（2） 邏輯單元（DLC）的轉(zhuǎn)矩特性和零電流檢測的調(diào)試4電流閉環(huán)調(diào)試（R，C，C.等相關(guān)參數(shù)的整定）i i oi5轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)試（R，C，C等相關(guān)參數(shù)的整定）n n on四、觸發(fā)器的整定（1） 先將DJK02的觸發(fā)脈沖指示開關(guān)撥至窄脈沖位置，合DJK02中的電源開關(guān)，用示波器觀察A相、B相、C相的三相鋸齒波，分別調(diào)節(jié)所對應的斜率調(diào)節(jié)器，使三相鋸齒波的斜率一致。（2） 觀察DJK02中VT1?VT6孔的六個雙窄脈沖，使間隔均勻，相位間隔60度。（3） 觸發(fā)器移相控制特性的整定；如圖6-1所示，系統(tǒng)要求當U=0V時，a=90。，電機應停止不動。因此要調(diào)ct整偏移電阻U，使?=900。P圖6-2-1觸發(fā)器移相控制特性測得當=30o時所對應的值+U =+4.02V，該值將作為整定ACR輸min ctm出最大正限幅值的依據(jù)；測得當1500(卩=卩=30。)時所對應的值-U=-3.17V，min ctm該值將作為整定ACR輸出最大負限幅值的依據(jù)。五、系統(tǒng)的開環(huán)運行及特性測試(1)高速特性的測試：逐步增加給定電壓，使電動機啟動、升速。調(diào)節(jié)Ug(Uct)和滑動變阻器的阻值，使電機電流I=I=1.2A，轉(zhuǎn)速n=n=1600rpm。給定Uct保持不變，做得咼速特d ed ed性如表6-1所示。改變滑動變阻器，使負載電流I由1.2A下降，并記錄所對應的轉(zhuǎn)速和整流電壓U，d d即可測出高速時的開環(huán)機械特性n=f(I)。d表6-3-1電機高速特性Id1.210.80.6Ud266267269271n(r/min)1617165316961736低速特性的測試:

調(diào)節(jié)Ug(Uct)和滑動變阻器的阻值，使電機電流I=I=0.2A,電機仍然旋轉(zhuǎn),d N轉(zhuǎn)速n=100rpm左右。測得低速特性如表6-3-2所示。表6-3-2電機低速特性Id1.210.80.60.40.2Ud777880828388n(r/min)336379418460505565電機高低速開環(huán)特性如圖所示:速度反饋特性的測試：改變uct，使電動機的轉(zhuǎn)速分別為下列表中所示，讀出所對應的反饋電壓ufn的大小，作出u=f(n)特性，并檢查其反饋的線性度表6-3-4電動機的轉(zhuǎn)速反饋特性n(轉(zhuǎn)/分)1600140012001000800600400200Ufn(V)-6.0-5.3-4.5-3.8-3.0-2.3-1.5-0.8圖6-3-5電機轉(zhuǎn)速反饋的線性度六、系統(tǒng)單元調(diào)試1、 電流調(diào)節(jié)器ACR的調(diào)試先切斷主電路和勵磁電源開關(guān)，切斷DJK02中的電源開關(guān)；合電源總開關(guān)和DJK04中的電源控制開關(guān)，DJK04中的電源控制開關(guān)，DJK04中的給定電位器逆時針調(diào)至零位，使給定Uct為0V。將ACR接成比例調(diào)節(jié)器，給定Uct為0V,調(diào)節(jié)放大器調(diào)零電位器RP4,使其輸出為0V。給定Ug為正信號，其輸出應為負，調(diào)節(jié)負限幅電位器RP2，使給定Ug繼續(xù)增大，其值不變。給定Ug為負信號，其輸出應為正，調(diào)節(jié)負限幅值=3V。當給定Ug繼續(xù)增大，其值不變。2、 速度調(diào)節(jié)器ASR的調(diào)試調(diào)試方法同ACR的調(diào)試方法，但輸出的正負限幅值為土5V。3、 反相器AR的調(diào)試將輸出給定單元輸出直接輸入AR的輸入端，用萬用表測量輸入與輸出，特性就滿足式（6-1）。U=-U （6-1）out in4、 邏輯控制單元的調(diào)試①電平檢測器的調(diào)試a）轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT的調(diào)試將輸入給定單元輸出直接接到DPT的輸入端，用萬用表或示波器觀察其輸出。先檢測回環(huán)寬度（為0.5V左右），調(diào)節(jié)電位器RP1，使回環(huán)寬度對稱縱坐標，如特性圖。

圖6-4-1入一回環(huán)特性圖b）零電平監(jiān)測器DPZ的調(diào)試將輸入給定單元輸出直接接到DPZ的輸入端，用萬用表或示波器觀察其輸出。先檢測回環(huán)寬度（為0.4V左右）；調(diào)節(jié)電位器RP3，使回環(huán)如圖（6-4-2）所示。圖6-4-2DPZ特性②邏輯控制器DLC的調(diào)試DLC有兩個輸入端：v和v,若要求兩個輸入端同時為T”態(tài)或“0”態(tài)，其信號r z可以直接從輸入給定單元輸出端獲得；若一個為“1”態(tài)可從輸入給定單元測試其邏輯功能，邏輯功真值表應如表6-4-3所示。表6-4-3邏輯功能真值表輸入Um110001Ui100100輸出Uz000111Uf1110005、系統(tǒng)整體調(diào)試合保護電路開關(guān)K-電動機勵磁開關(guān)一控制電源開關(guān)一合直流高速主電源開關(guān)1K。2系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察與性能指標分析。閉環(huán)機械特性的測定n=f(I):先將系統(tǒng)停下來，將發(fā)電機輸出接滑動變阻器，d調(diào)節(jié)調(diào)動變阻器和速度給定，使n=n=1600rpm,I=I=1.2A,給定不變，調(diào)節(jié)ed d ed滑動變阻器使/下降，從而測出其高速機械特性。d低速機械特性仿照開環(huán)系統(tǒng)n=f(I)方法進行。d調(diào)節(jié)活動變阻器，使I=1A左右，觀察系統(tǒng)從原始突加正向起動一正向運行一d突給正向停車的轉(zhuǎn)速和電流的波形。測試系統(tǒng)對擾動信號的抵抗能力。電機起動后在穩(wěn)態(tài)情況下，先使主回路電流I=0.5A左右。d突加負載(使I=1A)，用示波器觀察電動機轉(zhuǎn)速變化情況；d突降負載(使I=0.5A左右)，同樣用示波器觀察電動機轉(zhuǎn)速變化情況。d七、小結(jié)在實驗室模擬條件下，所設(shè)計的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以滿足四輥冷軋機的卷取機所要求的性能指標：b%<5%，b%<10%；i i穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速無靜差；能夠快速起動、制動；經(jīng)過實驗室的調(diào)試，系統(tǒng)最終能較好的運行，從靈素開始速度給定，以及突加速度給定信號，系統(tǒng)都能夠正常地啟動，升速至給定的速度值。電動機在零速時出現(xiàn)蠕動，現(xiàn)象是左右轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象有兩種可能性，一是系統(tǒng)的晶閘管的觸發(fā)的偏置電壓未調(diào)整好，另外一種就是系統(tǒng)的回環(huán)比較整定不理想，但偏置電壓已確認調(diào)整好，只有回環(huán)比較環(huán)節(jié)，因給定單元的旋鈕有故障，無法比較為準確的調(diào)整回環(huán)比較參數(shù)，所以不是偏置電壓的問題，而應該是回環(huán)比較的問題。而且調(diào)試中發(fā)現(xiàn)回環(huán)參數(shù)調(diào)整得電位器出現(xiàn)了誤差較大，難以整定的。系統(tǒng)突加給定時，開始這個速度給定難以調(diào)到很高，否則也同樣出現(xiàn)過流跳閘報警，速度也只能在800左右突加速度給定，可能是系統(tǒng)的電流超調(diào)量過大，PI參數(shù)中，增大比較有利于系統(tǒng)的快速性，但與此同時也增加了系統(tǒng)的超調(diào)量，從而必須加大反饋的作用或者增加I的作用，稍微減少P的強度，按照這樣，經(jīng)過調(diào)試果然效果不一樣，突加給定的信號可以給到很大，基本上是零至額定速度的給定范圍，說明系統(tǒng)的參數(shù)經(jīng)過整定后比較好，而且系統(tǒng)在正反轉(zhuǎn)情況下都可以突加給定，正常運行。在試