计算机控制实验报告4(电机调速实验)
班级: 座号: 姓名 成绩:
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