直流电机转速控制实验报告
更新时间:2023-10-15 09:00:01 阅读量: 综合文库 文档下载
自动控制原理实验
实验报告
直流电机转速控制设计
一、实验目的
1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。
2、掌握LabVIEW图形化编程方法,编写直流电机转速控制系统程序。 3、熟悉PID参数对系统性能的影响,通过PID参数调整掌握PID控制原理。
二、实验设备与器件
计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电
机、光电管,电阻、导线。
三、实验原理
直流电机转速测量与控制系统的基本原理是:通过调节直流电机的输入电压大小调节电 机转速;利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号,获取脉冲周期。将脉冲的周期变换为脉冲频率,再将脉冲频率换算为电机转速;比较电机的测量转速与设定转速,将转速偏差信号送入PID控制器,由PID控制器输出控制电压,通可变电源输出作为直流电机的输入电压,实现电机转速的控制。
四、实验过程
(1)在实验板上搭建出电机转速光电检测电路
将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置,使得直流电机的圆片恰好在光电管之 中,用导线将光电管与相应阻值的电阻相连,并将电路与相应的接口相连,连接好的电路图如下。
(2)编写程序,实现PID控制
SP为期望转速输出,是用户通过转盘输入期望的转速;PV为实际测量得到的电机转速,通过光电开关测量马达转速可以得到;MV为PID输出控制电压,将其接到“模拟DBL”模块,实现控制电源产生所需的直流电机控制电压。通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差,通过PID控制器产生控制信号,实现对直流电机转速的控制。
编写的程序如下图所示
五、调试过程及结果
PID参数调整如下时,系统出现了振荡现象,导致了系统的不稳定。
于是将参数kc调小,调整后的参数如下:
系统出现了一定程度的超调,不满足实际的应用。
继续将Ti参数调大,并加入移位寄存器,对转速测量值取滑动平均,得到较为理想的系统输出。
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