atmega128单片机概述-元部件测试与建模实验指导书.pdfVIP

小功率随动系统的元部件测试与建模实验  一、 实验目的     1）了解小功率随动系统元部件的基本原理及输入输出特性    2 ）掌握测量仪器的使用方法和元部件的测试方法    3 ）学习数据处理和利用工程方法建立被控对象的数学模型的基本方法    4 ）了解元部件的非线性因素及模型误差产生的原因等    5 ）了解最小二乘拟合方法  二、  实验内容     1）分别测试力矩电机、测速机、功率放大器及反馈电位计的各种性能及输入 输出特性    2 ）根据测试结果建立小功率随动系统的数学模型  三、  实验设备     1）IBM PC 系列微机一台    2 ）ATmega128 单片机实验设备一套    3 ）XSJ‐3  小功率直流随动系统一套    4 ）数字万用表一台    5 ）光电式转速表一台    6 ）电感表一台  四、 实验系统简介  小功率随动系统的元部件共包括执行电机、测速发电机、角位置测量电位计、 直流放大器、系统控制台、计算机系统等六个主要部件，其中执行电机和系统控 制台构成被控对象，测速发电机和角位置测量电位计分别构成速度反馈（内环） 和位置反馈（外环），加上计算机系统和A/D 、D/A 转换器便可构成数字式的计算 机控制系统。  主要元部件的性能指标：   （一）执行电机   本实验系统选取直流低速力矩电机SYL‐5，产品出厂时给定的技术数据为：   峰值力矩Tp ： 5(‐5%)公斤•厘米   峰值电流Ip：  1.8安培   峰值电压Vp ： 20伏   空载转速n0： 500转/分     1 北航自动化学院2011 年5 月  （二）测速发电机   选用永磁直流测速发电机70CYD‐1，它的主要技术数据为：   信号输出斜率：  1伏/弧度/秒   极限转速： 400转/分   输出特性线性度：1%   最小负载： 23千欧   静磨擦力矩： 300克•厘米   （三）角位置测量电位计   选用高精度合成膜电位计：WHJ‐2，主要技术数据如下   阻值：  1.5千欧   功率： 2W   线性度： 0.5%  电气角度： 330度；   机械转角: 360o无止档。   以上三个部件已组装成一个整体，三者 用联轴节均同轴连接。在组合体上面有一接 线板，分别为电位计正负电压及输出信号接 线柱；力矩电机的控制电压接线柱；测速发 电机接线柱。在组合体左端装有转角测量用 的刻度盘；右端可往电机轴上加装惯性轮， 以改变负载的转动惯量。   在开环或调速系统实验时，为减少电位计磨损，应将电位计断开。  五、 特性测试  1、电机相关参数测量  （1）电机电阻  利用万用表的欧姆档直接测试电机电枢的电阻，并且在测试时电刷与电枢处 于不同接触位置时多测几次，取平均值。 测量结果填入表1。  表  1   电机内阻测量表  θ （° ） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 R(Ω) θ （° ） 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 R(Ω) 平均值   （2 ）电机电感  利用电感表直接测试电机电枢的电感，并且在测试时电刷与电枢处于不同接 触位置时多测几次，取平均值。 测量结果填入表2。    2 北航自动化学院2011 年5 月