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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 质量控制/管理 > 逻辑无环流控制系统(运动控制系统)实验报告
1逻辑无环流系统实验报告一、实验目的1.理论联系实际,把“运动控制系统”、“电力电子技术”等课程所学的理论应用于实际,掌握和巩固逻辑无环流可逆系统的组成原理和主要优缺点。2.熟悉和掌握逻辑无环流可逆系统的调试方法和步骤。3.通过实验,分析和研究系统的静态堵转特性及动态特性,并研究调节器参数对动态品质的影响。4.通过实验,使同学提高实际操作能力,并在实验中培养分析和解决问题的能力。二、实验要求与内容2、1预习实验(1)实验前必须掌握实验系统方框原理图,系统图及实验系统各个单元的工作原理。(2)熟悉MPD-08实验装置的结构,面板布置及系统主要设备的参数。(3)实验前必须认真阅读实验指导书,拟定实验的具体操作步骤,列出所需记录的数据表格,实验前由教师进行抽查,如发现末预习者,不得参加实验。2、2实验指标要求(1)电流超调量%5%i,并记录有关参数对i的影响,用理论计算并分析误差的原因。(2)由突加给定到稳态的过渡过程中,转速超调量%10%n,并记录波形,用理论计算分析误差原因。(3)用示波器测定系统起动、制动、由正转稳态运行到反转稳态运行的过渡过程时间。(4)稳态转速无静差。2、3实验内容(1)各控制单元调试。(2)整定电流反馈系数,转速反馈系数,整定电流保护动作值。(3)测定系统开环运行及高、低速时的静特性dnfI。(4)电动机不加励磁时电流环闭环调试。2(5)电动机加励磁时速度环闭环调试。(6)双闭环系统特性实验,观察、记录电流的动态波形。三、实验方法与步骤1、系统总的调试步骤是:①先单元,后系统;②先开环,后闭环;③先内环,后外环;④先单向(不可逆),后双向(可逆);⑤先电阻负载,后电动机负载。2、系统开环调试(1)系统开环的相位整定:定相分析:定相目的是根据各相晶闸管在各自的导电范围,触发器能给出触发脉冲,也就是确定触发器的同步电压与其对应的主回路电压之间的正确相位关系,因此必须根据触发器结构原理,主变压器的接线组别来确定同步变压器的接线组别。(2)触发器的整定与调试:①触发器锯齿波斜率的调试;②触发器相控特性的整定(包括脉冲零位、移相控制特性及ctmU的整定);③9030、的整定;3、系统各单元的调试与参数整定(1)电流反馈系数的整定(2)电压反馈系数的整定(3)速度调节器ASR和电流调节器ACR的调试与限幅值的整定(4)逻辑控制单元(DLC)的检查4、电流环闭环调试5、转速环闭环调试3四、系统的开环调试实验线路如图1所示。图1开环系统接线图注:只将虚线部分用导线连接,实线部分线路已接好。44、1触发器的整定(调试)1、触发器锯齿波斜率的调试①先将触发器的控制信号0ctUV;②将示波器的两个信号探头检测同一个被测试点(例如斜率A孔),示波器两探头使用唯一的公共端接GND孔,调节示波器上的幅值调整旋钮,使两根线的锯齿波完全重合。调整好后,在斜率检查时不要再动幅值调整旋钮。③用示波器的一个信号探头检测斜率B孔,观察斜率A孔的斜率是否与斜率B孔的斜率一致。若不一致,调斜率电位器RW23或RW21使其一致。④将观察斜率A孔的示波器信号探头移至斜率C孔,观察斜率C孔的斜率是否与斜率B孔的斜率一致。若不一致,调C相斜率电位器RW25使其一致。2、触发器相控特性的整定:(1)系统初相位(脉冲零位)的整定触发器中偏移电位器RW22、RW24、RW26就是为了整定系统的初始工作状态而设置的。在本系统中,要求0ctUV时,22.34cos0dUUV,90,电机应停止不动。①先设置0ctUV,先调A相触发器,用示波器的公共端接GND孔,示波器一信号探头接同步信号电压的sbU孔,一信号探头接11#孔,调节斜率电位器RW22,使11#孔的双脉冲的第一个脉冲前沿正好位于sbU由负到正的过零点处。②仿照上述方法,调B相和C相触发器的偏移信号pUB相:调偏移电位器RW24,13#双脉冲正好对应于scU由负变正的过零点,16#双脉冲正好对应于scU由正变负的过零点,PB孔的波形与PA孔的波形形状相同C相:调偏移电位器RW26,15#双脉冲正好对应于saU由负变正的过零点,12#双脉冲正好对应于saU由正变负的过零点,PC孔的波形与PA孔的波形形状相同。③验证是否在90位置④初始相位整定好后,按停止按钮,切断主回路的供电。(2)触发器移相控制特性的整定与ctU的确定①将正给定电位器RP1和负给定电位器RP2逆时针调至零位,再将K2开关拨至运行位置,将K1开关拨至正给定位置,顺时针调RP1,使0ctUV,脉冲向前移动,使11#孔的双脉冲的第一个脉冲前沿正好位于scU由正到负的过零点处,对应的ctU作为6.5ctmUV。②将RP1又逆时针回调使0ctUV,将K1开关拨至负给定位置,顺时针调RP2,使0ctUV,脉冲后移,使11#孔的双脉冲的第一个脉冲前沿正好位于saU由正到负的过零点5处,对应的ctU作为5.8ctmUV。ctmU作为ctmU,作为电流调节器ACR输出负限幅值的参数。触发器实验做完后,将RP1和RP2逆时针旋转至零位,K2拨至停止运行位置。4、2系统开环运行及特性测试实验线路在图1的基础上,只将主回路的电阻性负载改为反电动势负载就行了,如图2所示(只画出了负载改动部分)。AVABCNQF1AI4BI4CI4KM1AI5BI5CI5AI6BI6CI6AI7BI7CI7Z1Z235844G1M9M1+X2G11G12CB1CB2CB3A1NN0励磁+-~220VRZ67图2系统开环特性测定电路图(主回路)(1)先断开QF1,按图8接好实验线路,并检查连线是否有错。(2)合电源总开关QF1→模拟挂箱上电源开关置“通”位置→正组脉冲开关置“通”位置,控制大板上接线维持原接线不变。(3)RP1和RP2给定电位器逆时针旋转至零位,K1开关拨至“正给定”位置,K2开关拨至“运行”位置,这时给定信号应为零。(4)合励磁开关CB1、CB2、CB3,先给电动机M1和发电机G1加励磁。(5)合主回路启动按钮,此时接通了主回路,由于0ctUV,90,电机应该不旋转。(6)高速特性测试:缓慢调节RP1即逐步增加给定电压ctU,90,使电动机启动、升速。调节ctU和负载电阻RZ的大小,当给定电压为4.6V时,测得负载电流3.7dIA,200dUV,1200rpmn。6五、系统各单元的调试与参数整定5、1电流反馈系数的整定系统开环运行,主回路接电枢负载(但电动机不加励磁,将励磁总电源开关CB1拨至“断开”位置)。电流反馈强度整定:若考虑速度调节器输出的限幅值为±8V,电机最大启动电流为4A,缓慢调节ctU,使Id=4A时,调整(电流反馈及保护单元)电流反馈电位器RW15,使8iUV。即*imidmUUI。*842imdmimdmUIUIVAVA5、2转速反馈系数的整定先使0ctUV,合电动机的励磁电源开关(将励磁总电源开关CB1及电动机励磁开关CB2拨至“通”位置);缓慢给定ctU,使电机起动并升速。当电机升速至电机的额定转速1398rpm时,检查“速度反馈单元”nU信号的极性是否为负(因是速度负反馈,反馈信号极性必须为“负”值)。若考虑速度给定*8nUV时,对应的转速为1398rpm,则调节速度反馈强度电位器RW27,使速度反馈电压Un=—8V,因而可求得速度反馈系数。*13981398813980.0057nmnmUrpmUrpmVrpmVrpm做完后,先将给定电位器逆时针调至零位,按电源控制的停止按钮,切断主回路的供电,再将励磁总电源开关CB1推至“断”位置,切断电动机的励磁电源。5、3ASR、ACR的调试1、ASR的检查及正、负限幅的整定实验线路如图3所示:将操作面板的UGD给定孔分别接入ASR的*nU端和零速封锁单元的*nU孔,并将ASR单元的Un孔接GND孔。(见图10)7图3ASR的检查及正、负限幅的整定实验接线图将ASR单元的S1微拨开关1位和10位往上拨(其余往下拨),使ASR为比例调节器。类似的,将S1微拨开关2位和8位往上拨(其余往下拨),ASR便构成PI调节器,经实验验证为最优参数。2、ACR的检查及正、负限幅的整定实验线路如图4所示:将操作面板上的UGD孔分别接入ACR的*iU孔和零速封锁单元的*nU孔,并将ACR的12iU、、孔接GND。图4ACR的检查及正、负限幅的整定实验接线图其余检查过程与调ASR环节一样,但ACR输出必须按整定的中ctmU值来限幅。5、4逻辑控制单元(DLC)的检查由于逻辑切换的必要和充分条件是:转矩必须要改变极性,主回路电流必须为零。*iU代表转矩极性信号,0iU代表主回路电流过零信号,因此检测DLC单元工作是否正常,实验8线路和操作过程如下:实验线路如图5所示:只接虚线图5逻辑控制单元(DLC)检查的实验接线图将K2合上,调RP1和RP2给出±1V左右的UGD信号,用示波器或万用表直流电压档检查检测孔KZ和KF。当切换K1开关时,KZ和KF两孔也切换电平,表明DLC工作正常。各单元检查完毕后,将操作面板上的电源开关置“断”位置,停止对控制板的供电。六、系统系统闭环调试6、1电流环闭环调试(电动机不加励磁)在开环调试基础上,增加电流环。实验接线如图6所示:主回路为三相桥式(正组),接电枢负载(电动机不加励磁),并串入平波电抗器Ld1。图6电流环闭环调试接线图9①准备工作:a.按接线图接线并检查。b.将操作面板上的正负给定电位器RP1、RP2逆时针旋转至零位。c.将正组脉冲电源开关拨至“通”位置,将反组脉冲电源开关置“断”位置。d.将电源开关置“通”位置,,控制板上的所有电源被施加上了。e.检查触发器单元SZ与SZ1孔和GZ与GND1孔是否连接好。②合主回路,逐步增加负给定信号,用示波器观察应有6个对称波形平滑变化。③给ACR输入突加给定(阶跃)信号,用示波器观察电流的动态波形。④做完上一步后,将负给定电位器RP2逆时针调至零位,停主回路,将操作面板上的电源开关置“断”位置,切断了主回路及控制回路的供电。6、2速度环闭环调试(电动机加励磁)实验接线如图7所示:主回路接成三相桥式反并联,接电动机负载,并串接平波电抗器Ld1。控制回路在电流环闭环线路基础上,再加外环(速度环)。10图7电压环闭环调试接线图11①准备工作:a.按接线图接线并检查。a.将脉冲触发单元SZ与SZ2、SF与SF2孔用线接好,再将GZ与GZ1、GF与GF1孔用导线接好,这样由逻辑控制单元来控制其工作状态。b.先做单边(不可逆)实验,即将操作面板上的正组脉冲电源开关置“通”,将反组脉冲电源开关置“断”位置。c.将操作面板上给定电位器逆时针旋转至零位。③合励磁总电源开关CB1,合电动机M1的励磁开关CB2,合发电机G1的励磁开关CB3。④合操作面板上控制电源开关,控制大板得电。⑤按主回路启动按钮,主回路接通了交流电源。⑥缓慢调节正给定电位器RP1,电机开始旋转(若有异常,按停止按钮)。用示波器观察dU波形,应比较连续平滑。⑦突加给定(阶跃)信号,用示波器观察速度反馈nU波形,速度超调量是否满足%10%n,若太大调ASR调节器的PI参数,直到满足要求为止。⑧做闭环系统静特性。⑨满足要求后,先将正给定电位器RP1调至零位,电机停止转动。6、3双闭环可逆调速系统特性实验(1)准备工作:a.先将正、负给定电位器RP1和RP2逆时针都调至零位;b.将模拟控制箱的操作面板上“反组脉冲电源”开关也置“通”位置;c.检查电机励磁电源开关CB1、CB、CB3是否合上;d.用示波器观察整流电压波形。(2)操作步骤:a.先将K1置正给定位置,缓慢调节正给定电位器RP1,电机缓慢启动,当UGD约为+3V时(电流不要超过3A),让电机稳态运行并停止RP1的调节。b.若正向运行正常,将K2开关置“停止”位置,电动机正向停车。12c.当电机正向停车后,将K1开关置“负给定”位置,将K2开关置“运行”位置。d.缓慢调节RP2电机反向启
本文标题:逻辑无环流控制系统(运动控制系统)实验报告
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