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对比实验所的波形和仿真波形可以看出，实验平台能较好的完成试验，达到设计目的。 结论 需要进一步研究的工作 (1) 交流电动机和步进电机的控制。 (2) 电动机加速度和位置的控制情况。 由于作者水平有限，且本文完成较为仓促，一定有很多错误和不足之处，请各位评委老师批评指正！ 致谢： 感谢答辩组各位老师！ 感谢我的导师张开如教授！ 答辩人：牟建学 信息与电气工程学院 2011届毕业生 毕业论文答辩 山东科技大学 * * * * 信息与电气工程学院 直流运动控制系统实验平台的研究 答辩人：杨海龙 指导教师：张开如 学生姓名：牟建学 专 业：控制理论与控制工程 班 级：08级16班 学 号：2008011616 论文题目： 毕业论文答辩 山东科技大学 第一章 绪论 第三章 实验平台硬件电路设计 第四章 实验平台软件设计 第五章 实验结果 论文结构 第六章 总结与展望 第二章 实验平台功能原理介绍及总体设计方案 绪论 选题背景与意义 为了验证某个新的控制方案或者算法的有效性，往往需要花费大量的时间和精力来搭建一个实际的系统，不利于开发效率的提高。研究服务于教学内容，适合科研工作，开放程度高的教学实验平台十分有必要。 第一章 总体设计方案及功能原理介绍 本文研究的数字化控制器是本实验平台功能实现的核心，也是本实验平台总体设计方案的核心。下位机直流调速控制系统以DSP为控制核心，搭建数字化直流调速控制系统。 上位机采用VB设计可视化界面。设计了开放式的教学科研实验界面，可通过串口通信与下位机进行参数、数据等传递功能，以实现上位机对下位机的整体调度和直流电动机运行状态中各种参数的变化显示等功能。 实验平台总体设计方案功能 第二章 平台功能实现原理介绍 计算机控制系统（采样控制系统） 如图所示，额定励磁保持不变，电枢两端电压减小则理想空载转速随着减小，并且机械特性线斜率保持不变，能够实现额定转速下大范围的平滑无级调速，并且始终保持机械特性硬度不变。此方案为本实验平台所采用。 直流电动机控制理论基础 改变电枢两端电压大小 晶体管直流脉宽（PWM）调速系统 热电阻测温电路原理图 PWM控制的示意图如图所示，可控功率晶体管以一定的时间间隔重复地接通和关断。当晶体管接通时，供电电源施加到电动机电枢两端，电源向电动机提供能量，电动机储能；当晶体管断开时，电枢电感所存储的能量通过续流二极管使电动机电流继续流通。原理图和电动机两端得到的电压波形如图所示。 H型双极可逆PWM驱动系统 正常运行状态下，直流电动机性能由 和 特性所决定。其关系曲线如下图所示。 他励直流电动机特性 效率特性 效率计算公式η=P2/P1=(P1-∑P)/P1应用范围较为广泛，无论是变压器、直流电动机或是交流电动机均可适用。式中∑P的含义也相同，都是指的是可变损耗和不变损耗。因此，变压器、直流电动机和交流电动机的效率曲线是相同的形状，如图2.13所示。直流电动机的效率不高，额定运行时的效率在ηN=75%-95%之间。而电刷接触造成的压降和摩擦损耗是一个重要原因。 如图所示，为直流电动机效率特性曲线。 转速电流双闭环直流调速控制系统原理图 本实验装置相关参数系数的设定 电流环、速度环反馈系数的设定 数字化控制系统方案与模拟控制系统的反馈环节系数的设定是不同的。数字化控制系统反馈系数的设定摆脱了硬件的约束，而只与控制器模数转换时的量纲有关系。本实验平台反馈系数设定如下： 电流反馈系数：β=4096/136=30.12 转速反馈系数：α=32767/3000=20.48 PI控制器参数的设定 本文的PI控制器的数字化设计，采样周期是0.5ms。连续系统PI控制器输入输出的时域数学表达式如式1所示，进行离散化处理后得到式2.