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嘉应学院电子信息工程学院学生实验报告

班级：座号：姓名成绩：

课程名称：计算机控制技术实验项目：电机调速实验

实验预习报告（上课前完成）

一、实验目的

1．了解直流电机调速系统的特点。

2．研究采样周期T对系统特性的影响。

3．研究电机调速系统PID控制器的参数的整定方法。

二、实验仪器

1．EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台

2．PC计算机一台

3．直流电机控制实验对象一台

三、控制的基本原理

1．系统结构图示于图8－1。

图8－1系统结构图

图中Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds）

Gh（s）=（1－e-TS）/s

Gp（s）=1/（Ts+1）

2．系统的基本工作原理

整个电机调速系统由两大部分组成，第一部分由计算机和A/DD/A卡组成，主要完成速

度采集、PID运算、产生控制电枢电压的控制电压，第二部分由传感器信号整形，控制电压

功率放大等组成。电机速度控制的基本原理是：通过D/A输出-2.5v～+2.5v的电压控制7812

的输出，以达到控制直流电机电枢电压的目的。速度采集由一对红外发射、接收管完成，接

收管输出脉冲的间隔反应了电机的转速。

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第二部分电路原理图

3．PID递推算法：

如果PID调节器输入信号为e（t），其输送信号为u（t）,则离散的递推算法如下：

Uk=Kpek+Kiek2+Kd(ek-ek-1)

其ek2是误差累积和。

四、实验内容：

1、设定电机的速度在一恒定值。

2、调整P、I、D各参数观察对其有何影响。

五、实验步骤

1．启动计算机，在桌面双击图标[Computerctrl]或在计算机程序组中运行

[Computerctrl]软件。

2．测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通

信正常后才可以继续进行实验。

3．20芯的扁平电缆连接实验箱和炉温控制对象，检查无误后，接通实验箱电源。

开环控制

4．选中[实验课题→电机调速实验→开环控制实验]菜单项,鼠标单击将弹出参数设置

窗口。在参数设置窗口设置给定电压，及电机控制对象的给定转速，点击确认在观察窗口观

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测系统响应曲线。测量系统响应时间Ts和超调量p。

5．复步骤4，改变参数设置，观测波形的变化，记入表1

闭环控制

6.选中[实验课题→电机调速实验→闭环控制实验]菜单项,鼠标单击将弹出参数设置窗

口。在参数设置窗口设置电机控制对象的给定温度以及Ki、Kp、Kd值，点击确认在观察窗

口观测系统响应曲线。测量系统响应时间Ts和超调量p。

7．重复步骤6，改变PID参数，观测波形的变化，记入表2

实验报告部分

性能指标

阶跃响应曲线δ%Tp（秒）Ts（秒）

给定电压

表1

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性能指标

参数阶跃响应曲线δ%Tp（秒）Ts（秒）

KpKiKd

表2