运动控制实验室简介
一、实验室基本情况
运动控制实验室承担了电气工程专业本科生《直流调速系统综合实验》和《交流调速系统综合实验》两门实验课程。两门课程都是24学时，一个学分，每组持续时间在三天左右。
二、实验室特色
通过这两个综合实验促使学生了解学科发展现状和趋势，掌握扎实的电气工程领域基本理论知识和工程技术知识，受到系统的科学研究与工程设计方法的基本训练。通过实验学习使学生具有综合运用电气工程基础理论和技术手段，分析并解决电机、电力系统和新能源变换中产品设计、生产制造、系统运行等方面工程技术问题的能力。
在《直流调速系统综合实验》中，学生可以了解并掌握直流调速系统的组成、结构和原理；反馈控制闭环直流调速系统的稳态、动态分析与调节器设计；转速､电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性；双闭环直流调速系统的数学模型、动态性能分析和工程设计方法；微机数字控制双闭环直流调速系统的特点、构成和数字调速和滤波方法；可逆直流调速系统的结构与原理；位置随动系统的基本原理与控制方法。在《交流调速系统综合实验》试验中，了解矢量变频器的基本组成部分和工作原理；理解变频器实验参数意义，并会设定参数；掌握VVVF控制和矢量控制的基本原理，掌握转速闭环及PID调节器参数整定的方案，进行参数与系统动态性能关系的研究；利用变频器实现PLC功能与多段速度运行的控制实验，对实验结果进行定量和定性分析。
三、授课与实验内容
3.1 直流调速系统综合实验
课次 |
学时 |
实 验 教 学 主 要 内 容 |
实验 类别 |
1 |
2 |
数字化相控斩控电封闭直流电机调速系统和调速系统综合实验讲授 |
演示 |
2 |
2 |
熟悉实验环境和设备使用方法，熟悉晶闸管三相桥式整流工作原理，设计晶闸管相控整流开环系统实验线路。 |
综合 |
3 |
4 |
进行晶闸管相控整流开环系统实验，处理实验室数据，验证交流输出电压与直流输出电压的关系。设计实验线路，测量电源内阻。 |
综合 |
4 |
4 |
设计实验线路，测量电机电枢绕组内阻和平波电抗器电阻；设计实验线路，采用交流伏安法测试电枢回路电感的数值。 |
综合 |
5 |
4 |
计算电动机反电动势系数，设计实验线路，测量系统飞轮矩。根据性能指标计算转速、电流调节器参数。 |
综合 |
6 |
4 |
设计电流单闭环实验接线图，观察和验证电流调节器的限流特性，以及电流环的动态特性 。 |
综合 |
7 |
4 |
设计双闭环调速系统实验接线图，观察和验证转速环的动态特性和抗扰特性，测量双闭环系统的静特性。 |
综合 |
3.2 交流调速系统综合实验
课次 |
学时 |
实 验 教 学 主 要 内 容 |
实验 类别 |
1 |
2 |
实验一实验设备和实验内容介绍与使用 内容提要：实验设备和实验内容介绍与使用 |
演示 |
2 |
2 |
实验二逆变器的原理和主电路组成及各个单元的功能 内容提要：VVVF控制方式的基本原理包含异步调制、同步调制、分段式同步调制、SVPWM调制的输出波形特性 |
验证设计性 |
3 |
4 |
实验三VVVF变频调速装置的结构认识及基本操作及调速实验 内容提要：了解变频器的基本组成部分和工作原理，变频实验参数的理解，并会设定参数，观察变频器输出波形 |
综合 设计性 |
4 |
4 |
实验四开环矢量变频器的结构认识和基本操作 内容提要：掌握V/F控制和矢量控制的基本原理，掌握操作变频器正、反调速，起动时间、下降时间设置，掌握V/f曲线的测定。 |
综合 设计性 |
5 |
4 |
实验五矢量控制下多段速起动运行 内容提要：掌握V/F调速的第二速、第三速、第四速。。。。的运行和功能码的设定；掌握每段速的上升和下降时间的设定和功能码的设定。 |
综合 设计性 |
6 |
4 |
实验六利用外接端子控制和模拟给定进行变频器的运行和调速 内容提要：掌握设计继电器控制电路实现外部控制；掌握设计外部模拟给定进行调速；掌握对异步电动机进行自动调谐读取电机参数 |
讲授 综合 设计性 |
7 |
2 |
实验七变频器的简易PLC功能的实现 内容提要：掌握PLC运行方式的选择；掌握计时单元的使用；掌握1段到7段的设定和时间选择； |
综合 设计性 |
8 |
2 |
实验八变频器的相关功能实验 内容提要：掌握变频器参数是上传和下载；掌握负载共振频率的回避方法；变频器的各种数据显示功能 |
综合 设计性 |
