测控典型应用案例多功能转子台.ppt

多功能转子测控平台 主办单位：鸥鹏科技 主讲人：魏巍 目录 一开发背景 二多功能转子台简介 三多功能转子台工程实验 一开发背景 风机、机床、发电机等工业设备的核心运动部件都是高速旋转的转子，为了保证这些旋转设备的正常运转，需要对旋转设备运行过程中的各种状态进行检测和控制，以防止事故的发生，多功能转子实验台就是此类旋转设备的典型模型。 二多功能转子台简介 1系统介绍 多功能转子模块是鸥鹏科技研发的新一代测控教学平台。它以转子为主要研究对象，集成了直流电机、机械转子和转轴、五种传感器。对转子转速，转子振动，转轴轴心轨迹等物理量进行精确测量，并将原始信号通过数字采集卡实现模数转换，经过数据分析处理后用人机交互的形式反映到用户控制面板上面。 2软件环境 采用了虚拟仪器技术，以LabVIEW软件为测控核心，在个人电脑上实现“软件即仪器”。 二多功能转子台简介 3数据采集卡 TS-INQ-8U-DA 分辨率：12位 模拟输入范围：0~5V，0~10V，±5V 4硬件环境 联轴器，转轴，轴座，转子，底座，传感器夹具，轴套，减震支脚。 5运动控制模块 直流伺服电机，基于DSP技术的智能控制器。 二多功能转子台简介 6传感器 共六种传感器：光电编码器、光电开关传感器、磁电传感器、电涡流传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器。 可以测量位移，速度，加速度；转角，转速，转动加速度。 7功能 测量到控制。包括： 电机电流环控制、速度环控制、速度频率响应； 轴心轨迹测量、振动测量、四种方式进行转速测量。 二多功能转子台简介 8转子台测控原理图 9产品特色 (1)我们的测控软件非常接近于程序设计的流程图，可读性高，参照这种编程模式，可以缩短编程时间。 二多功能转子台简介 (2)提供封装好的、基于LabVIEW语言的调用智能控制模块的DDL。 (3)我们设计的实验例程涵盖了实验需要的基本设计结构，以及必备的函数，具有很强的示范作用，有助于快速上手。 (4)程序编好后，提供的缩微对象能够立刻检验测控程序的优劣。 (5)数据采集和控制环节是并行处理的，极大简化了程序的复杂度。 三多功能转子台工程实验 1直流伺服电机电流环控制实验 (1) 原理 电流环是电机的内环，当电机保持恒定转速的时候，如果电机负载发生变化或者扰动，电机的实际电流也应当相应的变化，保持电机的稳定。 这就需要电流环的响应（包括瞬态响应和稳态响应）达到要求，否则控制目标无法实现。 三多功能转子台工程实验 (2)实验环境：Easymotionstudio (3)调参方法：比例+积分环节 工业上调节PI参数的一般过程是： 首先将将Kp、Ki设置为0 三多功能转子台工程实验 从0开始增加比例环节Kp，直到产生振荡 三多功能转子台工程实验 将Kp减小到一半。 三多功能转子台工程实验 从0开始逐渐增加Ki，直到稳态误差为0。 三多功能转子台工程实验 2直流伺服电机速度环控制实验 (1)原理： 速度环的信号有两个，一个是参考信号，另一个是反馈信号，参考信号由上位机给定，也可以由位置环给定，这个信号代表我们期望的电机转速或者电机应该达到的理论转速。反馈信号由编码器测量，编码器采用500线位，4分频，旋转一周产生2000个脉冲。通过记录单位时间内脉冲个数测量转速。 (2)时域响应 三多功能转子台工程实验 三多功能转子台工程实验 3直流伺服电机速度频率响应实验 (1)原理 频率响应反映出对象的动态特性，通过电机频率响应实验能够了解直流伺服电机的响应带宽。电机工作地时候，参考信号必须设置在信号带宽以内。 (2)直流伺服电机的速度频响特性 幅值，相位都与参考相同 三多功能转子台工程实验 幅值相同，相位滞后 幅值减小，相位滞后 三多功能转子台工程实验 4轴心轨迹测量实验 (1)原理 转子运动时，由于转子质量分布不均、动不平衡等原因，造成轴的径向移动。径向移动过大，表明机械设备振动大，必须进行必要的调整，以免损伤机器或者威胁人身安全。通过测量轴在径向平面的运动状态可以帮助工程师实时的跟踪轴心运动轨迹，监控振动强度。 (2)传感器选型 为避免轴振动带来的接触损害，一般使用非接触式传感器测量轴的径向