伺服电机控制实验装置设计——实验台设计
永磁交流伺服系统实验台设计与研究
从缝隙流出； 刷浆完毕后 ， 刷浆滚被弹簧压下 ， 隙被封 闭便 停止 缝
流浆。这种设计克服 了普通 毛刷 因长时间停车而会干燥的问题 。
１ １ ｔ ， ， ａｓ ｉ Ｍ． ｋ ｇ ｗａ Ｎ．ａ ｄ Ｉ ｕ ａ Ｓ， ９９ １ ｗａ ａ Ｎ Ｍ ｔｎ ， ， Ｎａ ａ ａ ， ， ｎ ｋ ｒ ， １ ５，“ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｓ ｉ Ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｎ ｉ ｉ ｅ ｅ ｎｔ ｍｕ ａ ｉ ａ ｉ ｄａ ｐ ｉａ ｉ ｔ ｍｉ ｇｏ ａ ｅ － ｆｎ ｔ－ ｌｍｅ ｉ ｌ ｔ ｎｆ ｒ ｔｍｐ ｎｇ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｎｔ ｅｆ ｒ ｎ ｌ ｓ ｒ ｅ ｓ ０ ０ｓ ａ ｏ ｏｈ ｏ ｆ
６ ０ ９ ， ｈｎ ） Ａ ｔ ｔ ｅＥ ｇ ｅｒ ｇＲ ｓａｃ ｓ ｔｔ， ａｊ ｇＡ ｔｍ ｂｌ Ｇ ｏ ｐ Ｎ ｎｉｇ １０ ８ Ｃ ｉａ ５ ０ ３ Ｃ ｉａ （ ｕｏ ｉ ｎ ｉ ｅｉ ｅｅ ｒｈＩ ｔｕｅ Ｎ ｎｉ ｕｏ ｏ ｉ ｒｕ ， ａｊ ０ ２ ， ｈｎ ） ｍｏ ｖ ｎ ｎ ｎｉ ｎ ｅ ｎ２
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的实验 台，该实验 台可以给 电机加不 同的惯性负载和摩擦负载 ， 特的建模方式 和设计思路 ，ｒ／ Ｐｏ Ｅ软件表现出可不同于一般 Ｃ Ｄ Ａ 在不同工况下对电机的特 ｌ进行实验研究 ， 以采用现代控 制理 软件 的优越建模特性 。 生 可
伺服电机控制实验装置设计——程序设计毕业论文
南阳理工学院本科生毕业设计（论文）学院（系）：电子与电气工程系专业：自动化学生：指导老师：完成日期2011 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）伺服电机控制实验装置设计——程序设计Servo motor control experiment device design——programming总计：毕业设计（论文）页表格：9 个插图：12 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）伺服电机控制实验装置设计——程序设计Servo motor control experiment device design——programming学院（系）：电子系专业：自动化学生姓名：学号：079611指导教师（职称）：评阅教师：完成日期：南阳理工学院Nanyang Institute of Technology伺服电机控制实验装置设计——程序设计自动化［摘要］该系统是基于台达PLC和台达变频器的伺服电机控制系统设计，利用变频器控制异步电机，通过旋转编码器来间接的测出异步电机的速度，把速度转化为脉冲的形式送给PLC来控制伺服电机，实现伺服电机与异步电机的跟随功能，并通过人机界面的程序来控制伺服电机的转动形式与修改PLC的内部寄存器来改变伺服电机的速度，同时也要设定好伺服驱动器的内部参数以达到良好的控制效果。
［关键词］变频器；PLC；异步电机;伺服电机；控制精度Design of Servo motor control experiment device——programmingAutomation Specialty NIE Yao－huaAbstract: This system is a servo control system which designed based on Delta PLC , Delta Variable-frequency and servo motor, using Delta Variable-frequency to control asynchronous motor. Through the revolving encoder to measure the asynchro nous motor’s speed. Then translate the speed into pulse form to PLC to control servo motor, to realize the function of the servo motor tracking the asynchronous motor absolutely, and through the program of the Human Machine Interface tocontrol the servo motor’s rotating form and change the parameters of Human Machine Interface and Delta Variable-frequency Drive to change the motor speed, also need setting the servo drive internal parameters to achieve good control effect.Key words: Variable-frequency drive; Programmable logic controller; Asynchronous motor；Servo motor；Control precision；目录1 引言 (1)1.1 伺服控制技术的国内外研究现状 (1)1.2 设计内容和任务要求 (1)1.2.1设计内容 (1)1.2.2任务要求 (1)1.3 系统设计可行性分析 (2)2 系统的控制硬件原理 (3)2.1台达PLC与其工作原理 (3)2.2 台达变频器的介绍 (4)2.3 伺服驱动器的功能介绍 (5)2.4 伺服电机的工作原理 (7)2.5 人机界面的功能介绍 (8)3 台达PLC控制系统的程序设计 (10)3.1基本指令功能介绍 (10)3.2 应用指令功能介绍 (13)3.3 程序的设计思路 (16)3.4 程序的各个模块功能介绍 (17)3.4.1 程序流程图 (18)3.4.2 伺服电机正反转与加减速程序设计 (19)3.4.3 伺服电机跟随功能的程序设计 (19)4 人机界面程序介绍 (22)4.1 人机界面的设计制作 (22)4.2人机界面的程序介绍 (25)结束语： (28)参考文献 (28)附录一：控制设备硬件图 (29)附录二：控制程序梯形图 (30)致谢 (32)1 引言1.1 伺服控制技术的国内外研究现状在国外，伺服控制不仅应用于普通的工业和农业医疗等，在卫星和导弹的准确定位方面也起着越来越重要的作用，这种新型的控制系统已悄然改变着国外的生产模式。
基于伺服电机的高校智能实验室控制系统设计与实现
基于伺服电机的高校智能实验室控制系统设计与实现智能实验室是现代高校教育实践的重要组成部分，它不仅能够提供实践教学的环境，还能够提升学生的创新能力和实践能力。
为了更好地设计和实现高校智能实验室的控制系统，本文将介绍基于伺服电机的高校智能实验室控制系统的设计与实现。
首先，我们来了解一下智能实验室的基本要求。
一个理想的智能实验室应该具备以下几个方面的功能：一是自动化控制功能，包括开关控制、设备操作控制等。
二是远程控制功能，能够通过网络实现对实验室的远程控制和监控。
三是数据采集与处理功能，能够实时采集实验数据并进行处理和分析。
基于这些基本要求，我们可以开始设计和实现控制系统了。
伺服电机是智能实验室控制系统中常用的电动执行器，具有速度响应快、精度高、定位精准等特点，非常适合用于实验室设备的控制。
因此，我们选择基于伺服电机来设计和实现高校智能实验室控制系统。
在控制系统设计的过程中，首先需要考虑的是选用合适的伺服电机。
根据实验室设备的要求和控制系统的功能需求，我们可以选择具有相应特性的伺服电机，包括功率、转速范围、扭矩等。
接下来，我们需要选用合适的伺服电机驱动器。
伺服电机驱动器是控制伺服电机运动的关键组件，它能够根据控制信号驱动伺服电机旋转，并实现速度和位置的闭环控制。
在选择伺服电机驱动器时，除了满足控制要求外，还要考虑其与控制系统的接口兼容性和可靠性。
然后，我们需要设计和搭建控制系统的硬件平台。
硬件平台包括控制器、传感器、数据采集设备等。
控制器负责计算控制算法，生成控制信号并发送给伺服电机驱动器。
传感器用于采集实验数据，如温度传感器、压力传感器等。
数据采集设备用于将采集到的数据传输到控制系统进行处理和分析。
最后，我们需要设计和实现控制系统的软件平台。
软件平台包括控制算法的开发和调试、数据采集和处理软件的开发、远程控制软件的开发等。
控制算法需要根据实验要求进行设计和实现，确保伺服电机能够按照指定的速度和位置运动。
基于LabVIEW的高速伺服电机试验台控制系统设计
基于LabVIEW的高速伺服电机试验台控制系统设计杨晓勇;柳晓云;卢海龙【摘要】This paper introduces the working principle and the makeup ofthe High-speed Servo Motor Experimental Platform, and detailed describes the function requirements and the design of control system.%介绍了高速伺服电机试验台的工作原理与机构组成，详细说明了其功能需求及其控制系统的设计。
【期刊名称】《河北省科学院学报》【年(卷),期】2011(028)004【总页数】3页(P67-69)【关键词】高速伺服电机;LabVIEW;扭矩传感器【作者】杨晓勇;柳晓云;卢海龙【作者单位】河北省科学院自动化研究所,河北石家庄050081;河北省科学院自动化研究所,河北石家庄050081;河北省科学院自动化研究所,河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TP272随着军工和民用对高速伺服电机的需求越来越大，高速伺服电机已成为国内外研究的热点之一。
由于高速伺服电机的高转速、高功率密度以及要求快速启动、停止等特点，涉及到材料、机械、电磁、电力电子、自动化、检测技术与计算机控制等多学科的前沿技术。
而在实际控制应用中，转速的控制与监测占有很大的比重，它对系统的稳态误差及动态响应性能都有着至关重要的影响。
因此，在高转速范围内具有高分辨率和快速响应的准确的测速系统是必不可少的。
虚拟仪器作为全新概念的新一代的测量仪器，自诞生以来就一直以前所未有的速度迅猛发展。
本文的研究内容，就是利用Lab VIEW的软、硬件开发环境，搭建一个基于虚拟仪器的实时数据采集系统平台，控制电机的速度按特定的函数曲线变化并对电机实际速度、负载扭矩等数据进行实时监测显示，同时完成后期的数据处理工作。
交流伺服电机实验报告
一、实验目的1. 了解交流伺服电机的结构、工作原理和特点。
2. 掌握交流伺服电机的驱动方法及控制策略。
3. 通过实验验证交流伺服电机的性能，为实际应用提供参考。
二、实验内容1. 交流伺服电机的结构分析2. 交流伺服电机的工作原理3. 交流伺服电机的驱动方法4. 交流伺服电机的控制策略5. 交流伺服电机的性能测试三、实验设备及仪器1. 交流伺服电机实验台2. 交流伺服电机驱动器3. 交流伺服电机控制器4. 功率分析仪5. 数据采集卡6. 计算机四、实验步骤1. 交流伺服电机的结构分析（1）观察交流伺服电机的结构，了解其主要组成部分，如定子、转子、端盖、轴承等。
（2）分析各部分的功能及相互关系。
2. 交流伺服电机的工作原理（1）观察交流伺服电机的工作过程，了解其电磁感应原理。
（2）分析交流伺服电机的启动、运行和停止过程。
3. 交流伺服电机的驱动方法（1）学习交流伺服电机的驱动电路，了解其工作原理。
（2）分析驱动电路中的主要元件及其作用。
4. 交流伺服电机的控制策略（1）学习交流伺服电机的控制方法，了解其闭环控制原理。
（2）分析控制策略中的主要参数及其调整方法。
5. 交流伺服电机的性能测试（1）连接实验设备，进行实验前的准备工作。
（2）启动交流伺服电机，观察其运行状态，记录相关数据。
（3）分析实验数据，验证交流伺服电机的性能。
五、实验结果与分析1. 交流伺服电机的结构分析通过观察实验台上的交流伺服电机，我们可以看到其主要由定子、转子、端盖、轴承等部分组成。
定子由线圈绕制而成，转子由永磁体构成。
当交流电源通过定子线圈时，产生旋转磁场，驱动转子旋转。
2. 交流伺服电机的工作原理实验过程中，我们发现交流伺服电机在启动、运行和停止过程中，其转速、转矩和功率等参数均与输入的交流电源频率、电压和相位角有关。
通过调整这些参数，可以实现交流伺服电机的精确控制。
3. 交流伺服电机的驱动方法实验中，我们学习了交流伺服电机的驱动电路，了解到其主要由逆变器、滤波器、电机和控制器等部分组成。
直流伺服电机实验报告材料
实验六 直流伺服电机实验一、实验设备及仪器 被测电机铭牌参数：P N =185W ，U N =220V ，I N =1.1A ， 使用设备规格(编号)：1．MEL 系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I 、MEL-IIA 、B ）； 2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）； 3．直流并励电动机M03（作直流伺服电机）；4．220V 直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）； 5．三相可调电阻900Ω（MEL-03）； 6．三相可调电阻90Ω（MEL-04）；7．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）；二、实验目的1．通过实验测出直流伺服电动机的参数r a 、e κ、T κ。
2．掌握直流伺服电动机的机械特性和调节特性的测量方法。
三、实验项目1．用伏安法测出直流伺服电动机的电枢绕组电阻r a 。
2．保持U f=U fN=220V，分别测取U a =220V及U a＝110V的机械特性n=f(T)。
3．保持U f=U fN=220V，分别测取T2＝0.8N.m及T2＝0的调节特性n=f(Ua)。
4．测直流伺服电动机的机电时间常数。
四、实验说明及操作步骤1．用伏安法测电枢的直流电阻Ra取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=3132a a a R R R ++。
表中Ra=（R a1+R a2+R a3）/3; R aref =Ra*a ref θ++235235（3）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。
按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：R aref =Raaref θθ++235235式中R aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。
（Ω） R a ——电枢绕组的实际冷态电阻。
（Ω）θref ——基准工作温度，对于E 级绝缘为75℃。
θa ——实际冷态时电枢绕组的温度。
（℃）2．测直流伺服电动机的机械特性I S：电流源，位于MEL-13，由“转矩设定”电位器进行调节。
工程伺服电机测试台方案
工程伺服电机测试台方案一、引言随着工业自动化水平的不断提高，伺服电机在机械传动领域中的应用越来越广泛。
伺服电机具有响应速度快、精度高和控制性能稳定等优点，可以满足各种复杂的自动化生产和制造需求。
在伺服电机的研发和生产过程中，必须进行严格的测试和验证，以保证其性能和质量达到要求。
因此，需要设计一套全面的伺服电机测试台，用于对伺服电机进行各项性能测试和验证，以确保其安全可靠地应用于各种工程领域。
二、伺服电机测试台的设计要求1. 全面性能测试：测试台需要能够对伺服电机的性能进行全面测试，包括静态特性测试、动态响应测试、负载能力测试、热稳定性测试等；2. 精度和稳定性：测试台需要具有高精度和稳定的性能，能够保证测试数据的准确性和可靠性；3. 多功能性：测试台需要能够适应不同规格和类型的伺服电机，支持多种测试模式和参数设定，以满足不同测试需求；4. 便捷性和安全性：测试台需要具有便捷的操作界面和安全的操作控制体系，确保测试过程安全可靠；5. 自动化和智能化：测试台需要具有自动化和智能化的特性，能够进行自动化测试和数据分析，提高测试效率和准确性。
三、伺服电机测试台的结构和组成1. 机械结构：测试台的机械结构主要包括支架、夹具、载荷系统和传感器等。
支架用于固定测试对象，夹具用于固定伺服电机，载荷系统用于对伺服电机施加负载，传感器用于采集测试数据；2. 电气控制系统：测试台的电气控制系统主要包括电源系统、控制系统和数据采集系统等。
电源系统用于为测试台提供电力供应，控制系统用于对伺服电机进行控制和操作，数据采集系统用于采集和记录测试数据；3. 软件系统：测试台的软件系统主要包括测试控制软件、数据分析软件和用户界面软件等。
测试控制软件用于对测试过程进行控制和操作，数据分析软件用于对测试数据进行分析和处理，用户界面软件用于提供友好的操作界面和数据展示。
四、伺服电机测试台的性能测试方案1. 静态特性测试：通过在不同工作载荷下对伺服电机进行电流、速度和位置等静态特性测试，以评估其静态响应性能；2. 动态响应测试：通过施加不同的速度和位置信号对伺服电机进行动态响应测试，以评估其动态响应速度和精度；3. 负载能力测试：通过逐步增加负载和频率对伺服电机进行负载能力测试，以评估其最大扭矩和负载能力；4. 热稳定性测试：通过长时间高负载运行对伺服电机进行热稳定性测试，以评估其热稳定性和使用寿命。
直流伺服电机实验报告材料
标准文档实验六直流伺服电机实验一、实验设施及仪器被测电机铭牌参数：P N =185W，U N =220V，I N=1.1A ，使用设施规格 (编号 )：1． MEL 系列电机系统教课实验台主控制屏（MEL-I 、 MEL-IIA 、 B）；2．电机导轨及测功机、转速转矩丈量（MEL-13 ）；3．直流并励电动机M03 （作直流伺服电机）；4． 220V 直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）；5．三相可调电阻900Ω（ MEL-03 ）；6．三相可调电阻90Ω（ MEL-04 ）；7．直流电压、毫安、安培表（MEL-06 ）；二、实验目的1．经过实验测出直流伺服电动机的参数r、、。
2．掌握直流伺服电动机的机械特征和调理特征的丈量方法。
三、实验项目1．用伏安法测出直流伺服电动机的电枢绕组电阻r a。
2．保持 U f =U fN =220V ，分别测取U a =220V 及 U a＝ 110V 的机械特征n=f(T) 。
3．保持 U f =U fN =220V ，分别测取 T2＝0.8N.m 及 T2＝ 0 的调理特征n=f(Ua) 。
4．测直流伺服电动机的机电时间常数。
四、实验说明及操作步骤1．用伏安法测电枢的直流电阻Ra接线原理图见图6-11。
U：可调直流稳压电源。
R： 1800Ω磁场调理电阻（MEL-03 ）。
V ：直流电压表（MEL-06 ）。
A ：直流安培表（MEL-06 ）M ：直流电机电枢（1）经检查接线无误后，逆时针调理磁场调理电阻R 使至最大。
直流电压表量程选为 300V 档，直流安培表量程选为2A档。
（ 2）按次序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，成立直流电源，并调理直流电源至220V 输出。
调理 R 使电枢电流达到（假如电流太大，可能因为剩磁的作用使电机旋转，丈量没法进行，假如此时电流太小，可能因为接触电阻产生较大的偏差），快速测取电机电枢两头电压 U M和电流 I a。
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南阳理工学院
毕业设计（论文）任务书
电子与电气工程系专业班学生张红宾学号
指导教师崔世林职称副教授
一、毕业设计（论文）题目：伺服电机对异步电机速度跟踪实验装置设计——实验台设计
二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2011.11.28—2012.04.28
三、毕业设计（论文）进行地点：4521
四、任务书的内容：
选题的目的、意义：
传动和运动控制是自动化技术的主要方向之一，变频器和伺服驱动器是实现运动控制的主要自动化设备。
自我设计和制作运动控制实验装置，可以将研制过程中掌握的技术、程序、图纸全部应用于教学中，具有自动化工程实践教学的现实意义。
技术方案为：用变频器控制异步电机运行，用旋转编码器测试电机转速反馈给PLC，PLC控制伺服电机跟踪异步电机的运行。
通过本题目的设计，提高学生对自动化工程的设计与调试能力，使学生有能力进入自动化行业发展。
主要内容及技术要求：
设计实验装置：用台达变频器驱动异步电机，用旋转编码器测量电机转速，速度信号反馈给PLC，PLC驱动伺服电机跟踪异步电机转速，用触摸屏做人机界面。
（1）设计制作实验台架，安装异步电机、伺服电机、旋转编码器，旋转编码器和异步电机同轴连接。
（2）设计电气线路
（3）毕业论文字数8000-10000字。
原始数据与资料：
伺服电机：台达公司伺服电机ECMA-C30604ES；
伺服电机驱动器：ASDA-AB伺服驱动器ASD-A0421-AB，及应用手册；
台达M型1.5KW单相变频器VFD015M21A-Z
AUTONICS奥托尼克斯旋转编码器E40S6-100-3-2-24#
Delta 晶体管输出PLC： Delta 晶体管输出PLC DVP40EH00T2，及应用手册；
触摸屏DOP-AE系列，及应用手册；
进度安排：
第一周——五周：熟悉控制系统硬件，确定设计方案，撰写开题报告。
第六周——九周：设备设计和安装。
第十周——十四周：设计电气线路，连接线路。
第十五周：撰写毕业论文。
第十六周：毕业答辩
主要参考资料：
[1] 《工业组态软件实用技术》龚运运方立友编著孙长庚审清华大学出版社
[2] 《ASDA伺服驱动器应用技术手册》中达电通股份有限公司
[3] 《DOP系列人机界面应用手册》中达电通股份有限公司英文资料翻译及其它要求：
研究室主任签名：
年月日
系分管领导签名：
年月日
学生签名：
年月日。