实验1：不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究(B5参考格式)

-1-《运动控制系统》实验报告姓名：专业班级：学号：同组人：成绩实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一、实验目的1、了解转速单闭环直流调速系统的组成。2、加深理解转速负反馈在系统中的作用。3、研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作原理及其对系统静特性的影响。4、测定晶闸管--电动机调速系统的机械特性和转速单闭环调速系统的静特性。二、实验系统组成及工作原理采用闭环调速系统，可以提高系统的动静态性能指标。转速单闭环直流调速系统是常用的一种形式。图1-1所示是不可逆转速单闭环直流调速系统的实验原理图。图中电动机的电枢回路由晶闸管组成的三相桥式全控整流电路V供电，通过与电动机同轴刚性联接的测速发电机TG检测电动机的转速，并经转速反馈环节FBS分压后取出合适的转速反馈信号Un，此电压与转速给定信号Un*经速度调节器ASR综合调节，ASR的输出作为移相触发器GT的控制电压Uct，由此组成转速单闭环直流调速系统。在本系统中ASR采用比例—积分调节器，属于无静差调速系统。图中DZS为零速封锁器，当转速给定电压Un*和转速反馈电压Un均为零时，DZS的输出信号使转速调节器ASR锁零，以防止调节器零漂而使电动机产生爬行。-RP1M~SWSGUn*Uct-++R1C1RbalR0R0DZS+RP2Un+Ud-AIdVGT(Ug)RgSLSF+-GLFBS转速反馈环节励磁转矩表给定零速封锁器Te磁涡流测功机转速表nTG图1-1不可逆转速单闭环直流调速系统-2-三、实验注意事项1.直流电动机M03参数为：PN=185W，UN=220V，IN=1.1A，n=1500r/min。2.直流电动机工作前，必须先加上直流激励。3.系统开环以及单闭环起动时，必须空载，且不允许突加给定信号Ug起动电机，每次起动时必须慢慢增加给定，以免产生过大的冲击电流，更不允许通过突合主回路电源开关SW起动电机。4.测定系统开环机械特性和闭环静特性时，须注意电枢电流不能超过电机额定值1A。5.单闭环连接时，一定要注意给定和反馈电压极性。四、实验内容1、晶闸管--电动机系统开环机械特性及控制特性的测定（1）连接晶闸管—电动机系统为开环控制，不必使用转速调节器ASR，可将给定电压Ug（开环时给定电压称为Ug，闭环后给定电压称为Un*）直接接到触发单元GT的输入端（Uct），电动机和测功机分别加额定励磁。（2）测定开环系统控制特性时，须先使电动机空载（测功机负载回路开路），慢慢加给定电压Ug，使电动机转速慢慢上升至额定转速1500r/min，在0~1500r/min之间记录几组转速n和给定电压Ug的数据，并在图1-2所示的坐标系中画出开环控制特性曲线。n(r/min)Ug(V)（3）测定开环机械特性时，须先使电动机空载（测功机负载回路开路），慢慢加给定电压Ug，使电动机转速慢慢上升至额定转速1500r/min，然后合上负载开关SL，改变负载变阻器Rg的阻值，使主回路电流达到额定电流IN，此时即为额定工作点（n=nN=1500r/min，Id=IN=1A）。然后减小负载变阻器Rg阻值，使主回路负载从额定负载减少至空载，记录几组转速n和负载转矩TL的数据，并在图1-3所示坐标系中画出开环机械特性曲线。n(r/min)TL(N·m)n(r/min)Ug(V)0n(r/min)Te(Nm)0图1-2开环控制特性曲线图1-3开环机械特性曲线-3-2.转速负反馈单闭环系统的静特性及其控制特性的测定（1）转速反馈信号极性的判别与整定首先使电动机开环运行，用万用表在转速反馈单元FBS中测量转速反馈信号Un的极性，（注意Un的极性应为正），将其接入转速调节器ASR控制回路，使之满足转速负反馈要求。然后慢慢增加给定电压Un*，（注意Un*的极性应为负），使电动机起动。（2）测定闭环系统控制特性时，须先使电动机空载（测功机负载回路开路），慢慢加给定电压Un*，使电动机转速慢慢上升至额定转速1500r/min，在0~1500r/min之间记录几组转速n和给定电压Un*的数据，并在图1-4所示的坐标系中画出闭环控制特性曲线。n(r/min)Un*(V)（3）测定闭环静特性时，须先使电动机空载（测功机负载回路开路），慢慢加给定电压Un*（Ug），使电动机转速慢慢上升至额定转速1500r/min，然后合上负载开关SL，改变负载变阻器Rg的阻值，在主回路负载从额定负载减少至空载之间（注意额定负载对应额定电流为1A），记录几组转速n、负载转矩TL以及整流装置输出电压Ud的数据，并在图1-5所示坐标系中画出闭环系统静特性曲线。n(r/min)TL(N·m)Ud(V)n(r/min)U*n(V)0n(r/min)Te(Nm)0图1-4闭环系统控制特性曲线图1-5闭环系统静特性曲线五、实验结果和实验数据分析-4-六、实验思考题1.系统在开环、闭环无静差、闭环有静差工作时，速度调节器ASR分别应工作在什么状态？实验接线有何不同？答：2.要得到相同的空载转速n0，开环系统和闭环系统那种情况的给定电压要大些？为什么？答：3.如果接错转速反馈的极性，会产生什么现象？转速反馈接线脱落又会产生什么现象?答：4.根据测得的转速单闭环系统静特性的实验数据，分析在负载变化时反馈控制的作用。答：-5-六、实验心得体会