運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 熟悉和掌握邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法和步驟；2） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，分析和研究系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性，并研究調(diào)節(jié)的參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的影響；3） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，提高自身實(shí)際操作技能，培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力。二、 實(shí)驗(yàn)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(hù)動(dòng)作值；（4） 測(cè)定開(kāi)環(huán)機(jī)械特性及高、低時(shí)速的靜特性n=f（I）；d（5） 閉環(huán)控制特性n=f（I）的測(cè)定；d（6） 改變調(diào)節(jié)器參數(shù)，觀察、記錄電流和速度走動(dòng)、制動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)波形。三、 實(shí)驗(yàn)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(kāi)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(kāi)環(huán)調(diào)試（1） 系統(tǒng)開(kāi)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(dǎo)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(duì)應(yīng)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(lái)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(dòng)電機(jī)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(cè)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(kāi)關(guān)撥至窄脈沖位置，合DJK02中的電源開(kāi)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(duì)應(yīng)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(gè)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(dāng)U=0V時(shí)，a=90。，電機(jī)應(yīng)停止不動(dòng)。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(cè)得當(dāng)=30o時(shí)所對(duì)應(yīng)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(cè)得當(dāng)1500(卩=卩=30。)時(shí)所對(duì)應(yīng)的值-U=-3.17V，min ctm該值將作為整定ACR輸出最大負(fù)限幅值的依據(jù)。五、系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)運(yùn)行及特性測(cè)試(1)高速特性的測(cè)試：逐步增加給定電壓，使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、升速。調(diào)節(jié)Ug(Uct)和滑動(dòng)變阻器的阻值，使電機(jī)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(dòng)變阻器，使負(fù)載電流I由1.2A下降，并記錄所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和整流電壓U，d d即可測(cè)出高速時(shí)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性n=f(I)。d表6-3-1電機(jī)高速特性Id1.210.80.6Ud266267269271n(r/min)1617165316961736低速特性的測(cè)試:

調(diào)節(jié)Ug(Uct)和滑動(dòng)變阻器的阻值，使電機(jī)電流I=I=0.2A,電機(jī)仍然旋轉(zhuǎn),d N轉(zhuǎn)速n=100rpm左右。測(cè)得低速特性如表6-3-2所示。表6-3-2電機(jī)低速特性Id1.210.80.60.40.2Ud777880828388n(r/min)336379418460505565電機(jī)高低速開(kāi)環(huán)特性如圖所示:速度反饋特性的測(cè)試：改變uct，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為下列表中所示，讀出所對(duì)應(yīng)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(dòng)機(jī)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(jī)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(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，切斷DJK02中的電源開(kāi)關(guān)；合電源總開(kāi)關(guān)和DJK04中的電源控制開(kāi)關(guān)，DJK04中的電源控制開(kāi)關(guān)，DJK04中的給定電位器逆時(shí)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(hào)，其輸出應(yīng)為負(fù)，調(diào)節(jié)負(fù)限幅電位器RP2，使給定Ug繼續(xù)增大，其值不變。給定Ug為負(fù)信號(hào)，其輸出應(yīng)為正，調(diào)節(jié)負(fù)限幅值=3V。當(dāng)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(fù)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(wàn)用表測(cè)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(cè)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(wàn)用表或示波器觀察其輸出。先檢測(cè)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(duì)稱縱坐標(biāo)，如特性圖。

圖6-4-1入一回環(huán)特性圖b）零電平監(jiān)測(cè)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(wàn)用表或示波器觀察其輸出。先檢測(cè)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(gè)輸入端：v和v,若要求兩個(gè)輸入端同時(shí)為T”態(tài)或“0”態(tài)，其信號(hào)r z可以直接從輸入給定單元輸出端獲得；若一個(gè)為“1”態(tài)可從輸入給定單元測(cè)試其邏輯功能，邏輯功真值表應(yīng)如表6-4-3所示。表6-4-3邏輯功能真值表輸入U(xiǎn)m110001Ui100100輸出Uz000111Uf1110005、系統(tǒng)整體調(diào)試合保護(hù)電路開(kāi)關(guān)K-電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁開(kāi)關(guān)一控制電源開(kāi)關(guān)一合直流高速主電源開(kāi)關(guān)1K。2系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察與性能指標(biāo)分析。閉環(huán)機(jī)械特性的測(cè)定n=f(I):先將系統(tǒng)停下來(lái)，將發(fā)電機(jī)輸出接滑動(dòng)變阻器，d調(diào)節(jié)調(diào)動(dòng)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(dòng)變阻器使/下降，從而測(cè)出其高速機(jī)械特性。d低速機(jī)械特性仿照開(kāi)環(huán)系統(tǒng)n=f(I)方法進(jìn)行。d調(diào)節(jié)活動(dòng)變阻器，使I=1A左右，觀察系統(tǒng)從原始突加正向起動(dòng)一正向運(yùn)行一d突給正向停車的轉(zhuǎn)速和電流的波形。測(cè)試系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的抵抗能力。電機(jī)起動(dòng)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(fù)載(使I=1A)，用示波器觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況；d突降負(fù)載(使I=0.5A左右)，同樣用示波器觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況。d七、小結(jié)在實(shí)驗(yàn)室模擬條件下，所設(shè)計(jì)的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以滿足四輥冷軋機(jī)的卷取機(jī)所要求的性能指標(biāo)：b%<5%，b%<10%；i i穩(wěn)態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)速無(wú)靜差；能夠快速起動(dòng)、制動(dòng)；經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的調(diào)試，系統(tǒng)最終能較好的運(yùn)行，從靈素開(kāi)始速度給定，以及突加速度給定信號(hào)，系統(tǒng)都能夠正常地啟動(dòng)，升速至給定的速度值。電動(dòng)機(jī)在零速時(shí)出現(xiàn)蠕動(dòng)，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(rèn)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(wú)法比較為準(zhǔn)確的調(diào)整回環(huán)比較參數(shù)，所以不是偏置電壓的問(wèn)題，而應(yīng)該是回環(huán)比較的問(wèn)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(shí)，開(kāi)始這個(gè)速度給定難以調(diào)到很高，否則也同樣出現(xiàn)過(guò)流跳閘報(bào)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(guò)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(shí)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(qiáng)度，按照這樣，經(jīng)過(guò)調(diào)試果然效果不一樣，突加給定的信號(hào)可以給到很大，基本上是零至額定速度的給定范圍，說(shuō)明系統(tǒng)的參數(shù)經(jīng)過(guò)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(yùn)行。在試