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自动控制实验步骤 直流伺服电动机性能观察（定性观察，不用记录） 将直流伺服电动机模块的“输出电压”接口连接到“电机输入”接口。打开电源。 旋转“电压调节”旋钮，增加或减少输出电压值，可见伺服电机转速相应改变。 将“输出电压”接口与“电机输入”接口正负极反接，可见伺服电机反转。 断开一根导线，再重新接上，观察电机停转和起转的过程。 思考伺服电机与普通电机性能区别。 自动调压器工作原理测量 控制目标：旋转控制旋钮控制自动调压器输出需要的电压值。 用导线将K2后的黄，蓝插孔相连，将电机M上的蓝、红插孔相连，形成控制系统。转动“给定电压调节”旋钮，使调压器输出为150V。 目标控制器件是交流调压器中的直流伺服电动机，如图9-8所示，电动机转轴带动接触臂使它在变压器线圈上滑动，从而控制输出电压值，达到设定的输出电压时电动机停止。控制电动机转动采用H桥PWM电路，如图9-7所示。当V28、V29导通，V30、V31截止时，电流如红线所示，电动机正转。当V28、V29截止，V30、V31导通时电流如蓝线所示，电动机反转。 控制V28、V29、V30、V31导通和截止原理如图9-4中的Ub1和Ub2波形所示，电路如图9-6所示（不必细看）。Ub1控制V28、V29通断，Ub2控制V30、V31。而Ub1和Ub2近似正好反相（之所以有微弱差别是为了保证V28、V29、V30、V31不同时导通，从而避免使+12V电源短路），所以只需研究Ub1即可，如图9-4所示的Ub1波形，矩形波占空比大于50%，其平均电压大于零，则V28、V29导通，相应的V30、V31截止，所以电动机正转。同理，Ub1波形占空比小于50%，电动机反转。若Ub1波形占空比等于50%，V28、V29、V30、V31都截止，则停止不动。用示波器同时观察Ub1和Ub2（即DLD输出的两个接口），按下“扰动”按钮再松开。在按下过程电机反转，松开过程电机正转，分别观察两个过程Ub1和Ub2的占空比变化。测量时，在按下按钮，电机正转过程中迅速按下示波器上的STOP按钮，保存记录波形。同理，在松开按钮，电机反转过程中迅速按下示波器上的STOP按钮，保存记录波形。注意，测量时Ub1和Ub2会有占空比为近似100%（全高电平）和近似0%（全低电平）的过程，为了使波形更具代表性，希望控制按下STOP按钮的时机，使正转时Ub1占空比大约75%左右，反转时Ub1占空比25%左右。 图9-4中，Ub1和Ub2波形即Upw波形，Upw是由GM(三角波发生器器)输出Usa和K2输出Uc（直流电平）控制的，如图9-5所示，Usa通过R16，Uc通过R17相叠加，运放N8是过零比较器，当相加结果大于零，N8输出-12V，当相加结果小于零，N8输出+12V。那么Uc电平的高低决定了Upw的占空比，当Uc大于零，如图9-4所示波形，则占空比小于50%。当Uc小于零，如图9-4所示波形，则占空比大于50%。当Uc等于零，如图9-4所示波形，则占空比等于50%。用示波器CH1测量Usa（GM输出），CH2测量Uc（K2输出）。CH1，CH2都设置成直流耦合，以Usa即CH1为触发源（按下示波器“触发菜单”选择“信源”为“CH1”，旋转“触发电平”使屏幕右边的黄色箭头处于三角波的最大值和最小值之间），将CH1和CH2的零电平（屏幕左边的黄色和蓝色箭头）调成重合，居于屏幕中央，将CH1和CH2的幅度衰减调成一样（如都调成5V每格，方法见步骤3.1）。按下“扰动”按钮再松开。在按下过程电机反转，松开过程电机正转，分别观察两个过程Uc相对三角波Usa的变化。测量时，在按下按钮，电机反 转过程中迅速按下示波器上的STOP按钮，保存记录波形。同理，在松开按钮，电机正转过程中迅速按下示波器上的STOP按钮，保存记录波形。注意，当Uc电平完全超出三角波最大值或低于最小值时，对应于步骤2.3中占空比100%和0%，为了使波形更具代表性，希望控制按下STOP按钮的时机，使反转时Uc电平尽量处于三角波正幅度的一半左右，正转时Uc电平尽量处于三角波负幅度的一半左右。分析所得波形与步骤2.3中所得波形的联系。 由图9-4可知，Uc电平值的大小受给定电压Un*和反馈电压Un差值的控制，Uc=-K（Un*-Un）（K0）。当Un*大于Un时，Uc小于零，最后控制电动机正转；当Un*小于Un时，Uc大于零，最后控制电动机反转；当Un*等于Un时，Uc等于零，控制电动机停转。具体电路如图9-20所示。运放N6B构成一个加法器，Un*和Un是加法器的输入（由于此时Un是反相的，因此这里是加法）。导线连接K1，即1-2时，加法器放大倍数为100；连接K2，即1-3时，放大倍数为12；连接K3，即1-4，放大倍数为1。因此K1、K2、K3实际上代表3种不同