运动控制系统实验报告
运动控制实习报告
运动控制实习报告一、实习背景运动控制是现代工业领域中关键的技术之一，它广泛应用于自动化生产线、机器人工作站、飞行器、医疗设备等众多领域。
为了了解和掌握运动控制的基本原理和技术，我在实习期间选择了从事与运动控制相关的实习工作。
二、实习目标1.了解运动控制系统的基本组成和工作原理；2.掌握运动控制中常见的数学模型和算法；3.学会使用运动控制设备进行实验和调试；4.参与运动控制系统的开发和优化过程。
三、实习内容及实施过程在实习期间，我主要参与了某公司的运动控制系统开发项目，具体内容包括以下几个方面：1.了解运动控制系统的基本组成和工作原理。
通过学习相关资料和参观实验室设备，我了解了运动控制系统通常由运动控制器、执行器和传感器等部分组成，并学习了其工作原理和通信方式。
2.学习运动控制中的数学模型和算法。
我系统学习了运动学和动力学方面的知识，并掌握了运动控制中常见的数学模型和算法，如PID控制器、模糊控制、自适应控制等。
3.实验与调试。
在实习期间，我通过实验室设备的调试和实验操作，掌握了运动控制系统的操作和调试方法，包括参数设置、控制信号调节等。
4.参与系统开发和优化。
在实习过程中，我参与了运动控制系统的开发和优化工作，与团队成员共同解决系统中的技术难题、进行性能优化，并进行了相关实验和测试。
四、实习心得体会通过参与实习工作，我对运动控制系统有了更深入的了解，并掌握了运动控制中的基本原理和技术。
通过实践操作，我对运动控制系统的工作过程和调试方法有了更加清晰的认识。
在实习期间，我还学到了团队合作的重要性。
在项目中，我们团队成员之间密切配合，相互交流，共同解决问题，取得了良好的成果。
另外，在实习中，我还发现了运动控制技术的应用前景广阔。
运动控制系统在工业领域中有着重要的应用，它能够提高生产效率和质量，降低成本，为人们的生活带来便利。
通过这次实习，我对运动控制技术有了更加深入的了解，也增强了对未来工作的信心。
我相信，在今后的工作中，我会更加积极主动地学习和应用运动控制技术，为提高工作效率和质量做出贡献。
《运动控制系统》实验指导书[新][152023]
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一、运动控制系统实验项目一览表实验室名称：电机拖动实验室课程名称：运动控制系统适用专业：电气工程及自动化、自动化实验总学时：16设课方式：课程实验（“课程实验”或“独立设课”二选一）是否为网络实验：否（“是”或“否”二选一）实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试一．实验目的1．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2．掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二．实验内容2．电平检测器的调试3．反号器的调试4．逻辑控制器的调试三．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。
2．NMCL—31A组件3．NMCL—18组件4．双踪示波器5．万用表四．实验方法1．速度调节器（ASR）的调试按图1-5接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。
注意：正常使用时应“封锁”，以防停机时突然启动。
（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端接可调电容，使ASR调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由NMCL—31的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2，使输出正负值等于 5V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
（3）观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线接入5~7uf电容，（必须按下选择开关，绝不能开路），突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
2．电流调节器（ACR）的调试按图1-5接线。
（1）调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接可调电容，使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值大于 6V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
往返运动控制实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握往返运动控制的基本原理和实现方法。
2. 掌握使用行程开关和继电器进行运动控制的基本技能。
3. 通过实验，提高对控制电路分析和设计的能力。
二、实验原理往返运动控制是一种常见的自动化控制方式，它通过控制电路实现运动部件的自动往返运动。
本实验采用行程开关和继电器作为控制元件，通过控制电路实现对电动机的正反转控制，从而实现运动部件的往返运动。
三、实验器材1. 电动机一台2. 继电器一个3. 行程开关两个4. 电源一个5. 连接导线若干6. 实验台一个四、实验步骤1. 搭建实验电路：- 将电动机、继电器、行程开关、电源和连接导线按照电路图连接好。
- 行程开关的常闭触点分别连接到继电器线圈的两侧，形成自锁电路。
- 行程开关的常开触点分别连接到继电器线圈的一侧，形成互锁电路。
2. 设置行程开关：- 将行程开关安装在运动部件的起始位置和终止位置，确保运动部件在往返运动过程中能够准确触发行程开关。
3. 实验操作：- 接通电源，按下正转起动按钮，电动机开始正转，运动部件向右运动。
- 当运动部件上的挡铁压下行程开关时，正转接触器线圈断电释放，反转接触器线圈得电吸合，电动机由正转变为反转，运动部件向左运动。
- 当运动部件上的挡铁再次压下行程开关时，反转接触器线圈断电释放，正转接触器线圈得电吸合，电动机由反转变为正转，运动部件再次向右运动。
- 如此循环往复，实现电动机的正反转控制，进而实现运动部件的自动往返运动。
4. 观察与分析：- 观察运动部件的往返运动是否平稳、准确。
- 分析实验过程中可能出现的问题，如行程开关触发不稳定、运动部件运行速度不均匀等。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 运动部件能够按照预期进行往返运动，往返运动平稳、准确。
2. 分析：- 行程开关的安装位置和触点接触良好，确保了运动部件在往返运动过程中能够准确触发行程开关。
- 继电器线圈吸合良好，保证了电动机的正反转控制。
- 电路连接正确，电源电压稳定。
运动控制系统实验指导
安装
搭建
析
传感器数据采集实验是利 用传感器获取物体运动过 程中的各种参数，如位置 、速度、加速度等，并对 数据进行处理和分析的实 验。
根据实验需求选择合适的 传感器，如光电编码器、 加速度计、陀螺仪等，并 进行安装。
搭建数据采集系统，包括 传感器信号调理电路、数 据采集卡等硬件设备以及 相应的数据采集软件。
电机及驱动器
用于实现运动控制的执行机构 ，如步进电机、伺服电机等。
传感器
用于检测位置、速度等运动参 数的设备，如光电编码器、霍
尔传感器等。
上位机软件
用于编写控制程序、监控运动 状态的软件，如组态软件、运
动控制软件等。
实验原理
运动控制系统是由控制器、执行机构、传感器等组成的闭环 控制系统，通过控制电机的输入电压或电流，实现电机的精 确运动和定位。
性。
2. 轨迹 规划 算法 设计
根据实验需求搭建运动 平台，如机械臂、移动
平台等。
3. 控制 算法 实现
将轨迹规划算法与控制 算法相结合，实现对物
体的精确运动控制。
4. 实验 结果 分析
传感器数据采集实验
01
02
03
04
05
总结词
1. 传感器选择与 2. 数据采集系统 3. 数据处理与分 4. 实验结果分析
03
实验内容
电机控制实验
1. 电机类型选择
根据实验需求选择合适的电机类 型，如直流电机、步进电机、伺 服电机等。
2. 电机驱动电路搭建
根据所选电机类型，搭建相应的 驱动电路，确保电机能够正常工 作。
3. 控制算法实现
根据实验要求，编写控制算法以 实现对电机的精确控制。
总结词
(整理)运动控制系统实验春
实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。
2．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
3．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二．实验内容1．测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R2．测定晶闸管直流调速系统主电路电感L3．测定直流电动机—直流发电机—测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量GD24．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M7．测定晶闸管触发及整流装置特性U d=f (U ct)8．测定测速发电机特性U TG=f (n)三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。
本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变U g的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．SMCL—01组件3．NMCL—33组件4．NMCL—03组件5．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）6．直流电动机M037．双踪示波器（自备）8．万用表（自备）五．注意事项1．由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。
2．为防止电枢过大电流冲击，每次增加U g须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。
3．电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。
六．实验方法1．电枢回路电阻R 的测定电枢回路的总电阻R 包括电机的电枢电阻R a ，平波电抗器的直流电阻R L 和整流装置的内阻R n ，即R=R a +R L +R n为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图1-1所示。
将变阻器R D （可采用两只电阻串联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。
运动控制实验
第二章运动控制（一）实验实验三不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一．实验目的1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。
2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。
3．学习反馈控制系统的调试技术。
二．实验系统组成及工作原理采用闭环调速系统，可以提高系统的动静态性能指标。
转速单闭环直流调速系统是常用的一种形式。
实验图3一1所示是转速单闭环直流调速系统的实验线路图。
实验图3一1转速单闭环直流调速系统图中电动机的电枢回路由晶闸管组成的三相桥式全控整流电路V供电，通过与电动机同轴刚性连接的测速发电机TG检测电动机的转速，并经转速反馈环节FBS分压后取出合经速度调节器ASR综合调节，ASR的适的转速反馈信号U n，此电压与转速给定信号U*n输出作为移相触发器GT的控制电压U ct，由此组成转速单闭环直流调速系统。
图中DZS 为零速封锁器，当转速给定电压U*和转速反馈电压U n均为零时，DZS的输出信号使转速n调节器ASR锁零，以防止调节器零漂而使电动机产生爬行。
三、实验设备及仪器1．MCL—II型电机控制教学实验台主控制屏。
2．MCL—20组件。
3．MCL—03组件。
4．MEL—11电容箱。
5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）6．电机导轨及测速发电机、直流发电机MO l7．直流电动机M03。
8．双踪示波器。
四．实验内容1．移相触发电路的调试（主电路未通电）（a）用示波器观察MCL—20的脉冲观察孔，应有双脉冲，且间隔均匀，幅值相同；观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V-2V的双脉冲。
（b）触发电路输出脉冲应在30º~90º范围内可调。
可通过对偏移电压调节单位器及ASR输出电压的调整实现。
例如：使ASR输出为0V，调节偏移电压，实现α=90º：再保持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使α =30º。
人体运动控制实验报告
人体运动控制实验报告引言人体运动控制是研究人类运动行为和运动控制原理的重要领域。
通过对人体运动控制的研究，可以更好地了解人体运动的机制，为运动训练、康复治疗、运动健身等提供科学依据。
本次实验旨在探究人体运动控制的基本原理，并通过实验验证理论的可行性。
材料与方法材料- 电脑- Matlab软件- 人体运动数据采集设备方法1. 实验设计：选择一个简单的运动任务，例如手臂的屈伸运动。
2. 实验操作：被试者进行手臂屈伸运动，数据通过运动数据采集设备记录并传输到电脑上。
3. 数据处理：使用Matlab软件对采集到的数据进行处理和分析，得出相应的结果。
4. 结果分析：根据数据分析结果，验证人体运动控制的相关原理。
实验结果经过运动数据采集设备的记录和Matlab软件的处理，得到了被试者手臂屈伸运动的相关数据。
通过分析这些数据，我们得到了以下结论：1. 运动轨迹：手臂屈伸运动的运动轨迹呈现出周期性的波动曲线，符合人体运动的特征。
2. 运动速度：手臂屈伸运动的速度在屈曲和伸展阶段存在差异，屈曲阶段速度较慢，伸展阶段速度较快。
3. 运动力度：手臂屈伸运动的力度在不同时间段存在差异，屈曲阶段力度较小，伸展阶段力度较大。
结果讨论通过本次实验得到的结果可以与已知的人体运动控制原理进行对比分析。
手臂屈伸运动的运动轨迹呈现出周期性的波动曲线，这与中枢神经系统的节律生成机制相吻合。
手臂屈伸运动的速度和力度在不同阶段的差异可以归因于运动控制系统对不同肌肉的激活程度的调节。
此外，实验结果还表明人体在进行手臂屈伸运动时，能够通过神经肌肉系统的协调作用，实现运动的平稳与精确。
同时，实验结果还为运动训练和康复治疗提供了一定的参考价值。
然而，本次实验只针对手臂屈伸运动进行了研究，其他运动行为的研究仍然有待深入。
此外，本实验所采集的数据量较小，数据质量和可靠性有待提高。
结论本次实验结果表明人体运动控制的基本原理是可行的。
通过对手臂屈伸运动轨迹、速度和力度的分析，我们得出了有关人体运动控制的一些结论。
运动控制系统实验报告
运动控制系统实验报告姓名：杜文划学号：912058200102同组人：杜文坚，周文活，黎霸俊异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统一、实验目的1.通过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成与工作原理。
2.加深理解用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理特点。
以及不同不同调制方式对系统性能的影响。
3.熟悉电压空间矢量控制的原理与特点。
4.掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。
二、实验过程一、采用SPWM方式调制1.同步调制30HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示:定子端电压波形如下示：50HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：波形分析：电机气隙磁通两相绕组之间相差约60°。
电机磁通轨迹50Hz时更接近圆形。
对定子电流：30Hz时和50Hz时呈正弦波，但其中有很多的高频分量。
IGBT的疏密程度反映了脉冲宽度调制的过程，越密表示频率越高。
定子电压呈正弦分布。
同步调制方式在50Hz比较好。
2、异步调制30HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：50HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：异步调制与同步调制想比，气隙磁通分量更接近正弦波，气隙磁通轨迹更接近圆形，此时30Hz比50Hz效果好些。
3、混合调制混合调制在不同的输出频率段采用不同的载波比10HZ下，载波比为100电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：此时气隙磁通分量的波形十分光滑，基本没有高频分量，比之前的同步和异步的调制方式表现都好。
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运动控制系统实验报告
专业班级
学号
姓名
学院名称
运动控制仿真实验报告
一、实验内容与要求
1.单闭环转速负反馈
2.转速电流双闭环负反馈
3.晶闸管相控整流双闭环直流调速系统仿真模型搭建 具体要求：针对1 2 （1）仿真各环节参数 （2）仿真模型的建立
（3）仿真结果，分为空载还是负载，有无扰动 （4）仿真结果分析
二、Simulink 环境下的仿真 1.单闭环转速负反馈
1.1转速负反馈闭环调速系统仿真各环节参数
直流电动机：额定电压N U =220V ，额定电流dN I =55A ，额定N n =1000r/min ，电动机电动 势系数e C =0.192V ·min/r 。
假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数s K =44，滞后时间常数 s T =0.00167s 。
电枢回路总电阻R=1.0Ω，电枢回路电磁时间常l T =0.00167s ，电力拖动统机电时间 常数m T =0.075s 。
转速反馈系数α=0.01V ·min/r 。
对应额定转速是的给定电压
n U =10V 。
1.2仿真模型的建立
图1-1单闭环转速负反馈直流调速系统的仿真模型
PI 调节器的值定为 =0.56， = 11.43。
图1-2单闭环转速负反馈直流调速系统加入扰动负载时的仿真模型
1.3仿真结果
p
K
1
图1-3空载启动不加扰动转速和电流波形
图1-4空载启动加负载扰动转速和电流波形
1.4仿真结果分析
（1）空载启动无扰动：由空载启动不加扰动转速和电流波形可知，当 =0.56， = 11.43。
系统转速有较大的超调量，但快速性较好的。
空载启动电流的最大值有230A 左右，而额定电流
dN I =55A ，远远超过了电动机承受的最大电流。
（1）空载启动加负载扰动：由空载启动加负载扰动转速和电流波形可知，在空载启动1S 后加负载扰动，在1S 到1.5S 时间段，转速和电流有明显的下降，但系统马上进行了调节。
p K
1
2. 转速电流双闭环负反馈
2.1转速负反馈闭环调速系统仿真各环节参数
直流电动机：额定电压N U =220V ，额定电流dN I =136A ，额定转速 N n =1460r/min ，
电动机电动势系数
e C =0.132V ·min/r ，允许过载倍数λ=1.5；假使晶闸管整流装置输出电
流可逆，装置的放大系数
s K =40，电枢回路总电阻R=0.5Ω电枢回路电磁时间常数l T =0.03s ，
电力拖动系统机电时间 常数
m T =0.18s 电流反馈系数β=0.05V/A(≈10V/1.5N I )。
滞后时
间常数s T =0.0017s 。
转速反馈系数α=0.007V ·min/r 。
对应额定转速是的给定电压
n U =10V 。
2.2仿真模型的建立
图2-1电流环的仿真模型
图2-2转速环的仿真模型
2.3仿真结果
（1）空载时候设计按典I系统（KT=0.5）设计方法得到仿真结果：
图2-3空载无扰动波形
（2）转速环满载高速启动时，减负载扰动仿真结果：
图2-4满载启动减负载扰动波形
2.4 仿真结果分析
由图2-3空载无扰动波形可知，转速电流双闭环系统，空载时负载电流为零，ASR调节器经过了不饱和，饱和，退饱和三个阶段，进过系统调节最后稳定运行于给定转速。
由图2-4满载启动减负载扰动波形可知，在满载的情况下突减负载扰动，可以看出转速环能马上进行调节回到稳定，而电流环只能慢慢回到稳定。
说明对负载扰动来说，转速环能
有效的调节，而电流环起不到调节作用。
3.晶闸管相控整流双闭环直流调速系统仿真模型搭建
仿真模型。