运动控制系统试验报告

《运动控制系统试验报告》 本试验报告主要针对单闭环直流调速系统进行研究，旨在深入理解这类系统的结构、工作原理以及动态特性，并掌握相应的调试技术。单闭环直流调速系统主要包括转速负反馈和电压负反馈两种形式，它们在实际应用中具有不同的表现和优势。 转速负反馈的单闭环直流调速系统通过反馈电机的实际转速来调整电枢电压，以实现对转速的精确控制。其静态特性方程描述了系统在稳定状态下的转速与负载电流的关系。在本次实验中，我们设定了特定的输入信号和负载条件，通过参数调整（如Kp=0.2419），使系统成为有静差系统，理想空载转速为800r/min。在Id=15时，计算得到的静态转速降落为165.4r/min。仿真结果验证了理论计算的准确性，电机转速随负载电流增加而线性下降，符合系统特性。 电压负反馈的单闭环直流调速系统则通过反馈电机端电压来调整电枢电流，以保持电压恒定。这种系统能有效减少整流装置内阻引起的静态速降，但无法消除电枢电阻和励磁变化带来的影响。在相同参数下，电压负反馈系统的静特性曲线下降速度更快，意味着其机械特性相对较软，动态性能略逊于转速负反馈系统。 在动态性能分析部分，我们观察了系统对阶跃信号的响应，包括启动过程和干扰消除。通过设定控制器ASR的参数（Kp=18，Ki=0.1）以及限制幅值，确保了系统在启动时转速调整时间小于3秒，超调量小于10%，并最终达到无静差的状态。实验结果显示，当4s时加入阶跃干扰，系统能够在短时间内恢复稳定，转速稳定在2270r/min，满足了设定的性能指标。 总结，单闭环直流调速系统实验不仅加深了我们对系统结构和工作原理的理解，还锻炼了我们在实际操作中调整和优化系统的能力。转速负反馈和电压负反馈两种方式各有特点，适应不同的控制需求。通过动态性能分析，我们进一步认识到了控制器参数选择和系统响应时间、超调量之间的关系，这对于未来在实际工程应用中优化控制策略具有重要意义。