计算机控制实验报告4(电机调速实验)
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课程名称：计算机控制技术 实验项目：电机调速实验
实验预习报告(上课前完成)
一、实验目的
1．了解直流电机调速系统的特点。
2．研究采样周期T对系统特性的影响。
3．研究电机调速系统PID控制器的参数的整定方法。
二、实验仪器
1．EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台
2．PC计算机一台
3．直流电机控制实验对象一台
三、控制的基本原理
1．系统结构图示于图8－1。
图8－1 系统结构图
图中 Gc(s)=Kp(1+Ki/s+Kds)
Gh(s)=(1－e-TS)/s
Gp(s)=1/(Ts+1)
2．系统的基本工作原理
整个电机调速系统由两大部分组成，第一部分由计算机和A/D&D/A卡组成，主要完成速度采集、PID运算、产生控制电枢电压的控制电压，第二部分由传感器信号整形，控制电压功率放大等组成。电机速度控制的基本原理是：通过D/A输出-2.5v～+2.5v的电压控制7812的输出，以达到控制直流电机电枢电压的目的。速度采集由一对红外发射、接收管完成，接收管输出脉冲的间隔反应了电机的转速。
第二部分电路原理图
3．PID递推算法 ：
如果PID调节器输入信号为e(t)，其输送信号为u(t),则离散的递推算法如下：
Uk=Kpek+Kiek2+Kd(ek-ek-1)
其ek2是误差累积和。
四、实验内容：
1、设定电机的速度在一恒定值。
2、调整P、I、D各参数观察对其有何影响。
五、实验步骤
1．启动计算机，在桌面双击图标 [Computerctrl]或在计算机程序组中运行[Computerctrl]软件。
2． 测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。
3． 20芯的扁平电缆连接实验箱和炉温控制对象，检查无误后，接通实验箱电源。
开环控制
4． 选中[实验课题→电机调速实验→开环控制实验]菜单项,鼠标单击将弹出参数设置窗口。在参数设置窗口设置给定电压，及电机控制对象的给定转速，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。测量系统响应时间Ts和超调量(p。
复步骤4，改变参数设置，观测波形的变化，记入表1
闭环控制
6.选中[实验课题→电机调速实验→闭环控制实验]菜单项,鼠标单击将弹出参数设置窗口。在参数设置窗口设置电机控制对象的给定温度以及Ki、Kp、Kd值，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。测量系统响应时间Ts和超调量(p。
7．重复步骤6，改变PID参数，观测波形的变化，记入表2
实验报告部分
性能指标
给定电压阶跃响应曲线δ%Tp(秒)Ts(秒)表1
性能指标
参数阶跃响应曲线δ%Tp(秒)Ts(秒)KpKiKd表2
嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告
