【正文】 圖13 伺服系統(tǒng)控制方式與參數(shù)設置伺服系統(tǒng)采用三閉環(huán)控制方案，電流環(huán)采用PI控制，轉(zhuǎn)速環(huán)采用PID控制，位置環(huán)采用PID控制/模糊控制方式，系統(tǒng)采用霍爾元件跟蹤檢測轉(zhuǎn)子位置。 這里允許對速度環(huán)PID參數(shù)進行修改設定，允許選擇位置環(huán)控制方式及其進行參數(shù)設定。 給定位移信號有階躍信號，階躍信號（帶制動），斜坡信號，拋物線信號，并可進行相關參數(shù)設定。 6．狀態(tài)顯示 位于主界面下方的狀態(tài)顯示欄，用于顯示系統(tǒng)當前的各類設置和狀態(tài)變化。如（圖14）所示。 串口狀態(tài)：顯示串行端口狀態(tài)，“端口開”或者“端口關” 串口設置：顯示當前串口通訊參數(shù)的設定值 連接狀態(tài)：顯示與下位機的連接是否正常?！斑B接正?！被蛘摺斑B接失敗” 控制方式：顯示當前實驗系統(tǒng)方式為“調(diào)速系統(tǒng)”或者“伺服系統(tǒng)”。 動態(tài)框：顯示用戶操作的信息，用戶的動作，系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的匯報，錯誤報告等。圖14 狀態(tài)欄7．其他支持功能178。 支持動態(tài)設定采集類型，量程。即除了在電機啟動前可設置外，在電機運行時也可改變。178。 支持曲線顯示縮放功能。通過調(diào)節(jié)采集類型選擇下面的縮放比例達到，～3。178。 各通道顯示曲線隱藏功能。（3）顯示處理中所敘述。8．使用實例 這里做采用光電碼盤的無刷直流電動機伺服系統(tǒng)實驗的部分內(nèi)容，觀察起動過程轉(zhuǎn)速與位移數(shù)據(jù)波形曲線。控制方式選用PID控制，位置給定信號選用斜坡信號與階躍信號（帶制動）。具體操作步驟如下：（1）檢查上位機與掛箱之間的串口連接線、掛箱上的連接線、掛箱與電機以及掛箱與實驗臺之間的連接線。所有連接線正常后，接通掛箱上控制電源開關。此時，掛箱上的指示燈亮，指示系統(tǒng)處于默認狀態(tài)（有位置傳感器，開環(huán)，），數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速給定；如按相應的按鈕或旋轉(zhuǎn)相應的電位器，可改變系統(tǒng)設置。（2）運行上位機程序MCL—14（V2），出現(xiàn)主界面。點擊右下角的“系統(tǒng)連接”，建立與下位機的通訊。如果出現(xiàn)連接正常提示，則說明系統(tǒng)的控制權已轉(zhuǎn)移到上位機，掛箱上的控制按鈕和電位器已失效；否則，說明連接失敗，返回到（1）。（3）單擊界面左邊的控制方式設置對話框“伺服系統(tǒng)”按鈕，進入“伺服系統(tǒng)”控制方式與參數(shù)設置見面。詳見（圖13），例如設定控制方式為PID方式以及相應控制參數(shù)，如Kps=，Kis=，選擇斜坡信號給定，其他按默認參數(shù)，按“確定”退出對話框。在“系統(tǒng)命令”的系統(tǒng)設置中，選擇“采用光電碼盤獲取信號”。（4）在主界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類型”中，在“曲線1”的下拉框中選擇“速度”，在“曲線2”的下拉框中選擇“位移”，在“循環(huán)”復選框前取消打鉤,在“量程”框中選擇“500”檔（5）選中界面中上方的顯示輔助設置中的“當前1”，“當前2”按鈕。（6）設置完成后，給掛箱接上主電路電源（一般情況下，所有連接線正常，接通掛箱上控制電源開關后，就可以給掛箱接上主電路電源）。（7）按“電機啟動”按鈕,電機起動。（8）等待數(shù)據(jù)傳送，波形顯示。（9）按“電機停止”按鈕,電機停止。(10) 試驗可以得到實驗結果圖形,調(diào)整縮放比例，按“保存圖形”保存試驗結果。 階躍信號 位移與位移給定曲線 階躍信號 速度與位移曲線 斜坡信號 位移與位移給定曲線 斜坡信號 速度與位移曲線(11) 在界面右上角的“采集數(shù)據(jù)類型”中，在“曲線1”的下拉框中選擇“位移”，在“曲線2”的下拉框中選擇“給定位移”。在“量程”框中選擇“500”檔。(12)重復步驟（5）～（9），進行數(shù)據(jù)波形獲取。(13)又如設置為伺服系統(tǒng)下P控制，階躍信號（帶制動），Kps=，制動切換點為50r/144，同步驟（4）～（12）得到速度與位移。（14）實驗結束時，先斷開系統(tǒng)連接，放棄上位機對系統(tǒng)的控制權，將主電路電壓去除，最后關控制回路電源。 31 外擴DSP使用說明一．MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)如何和目標板相連目標板有JJJJJ6五個插座，其中J1和DSP開發(fā)裝置相連，J1的第6腳為斷腳，避免和開發(fā)裝置連接時方向搞錯，JJJ6和應用系統(tǒng)相連。MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)兼顧學生正常實驗和研究開發(fā)性實驗。在系統(tǒng)內(nèi)部，已有一塊DSP目標板（型號為SEEDF240），裝有我公司開發(fā)完成的應用程序。如果教師需要自己編制程序，則為了防止由于可能發(fā)生的錯誤損壞內(nèi)部的DSP目標板，影響一般實驗的正常進行，需斷開內(nèi)部DSP目標板和應用系統(tǒng)的連接，外擴DSP目標板。MCL13A面板有三組扁平帶，如圖1所示，從左至右，分別把DSP板的JJJ6和應用系統(tǒng)相連，其中扁平帶的下部和DSP連，扁平帶的上部和應用系統(tǒng)連，當把三組扁平帶斷開后，則內(nèi)部的DSP和應用系統(tǒng)全部分開，此時，即可外擴外部DSP目標，如圖2所示，分別把MCL13A面板上三個插座和目標板相連，目標板插座和開發(fā)裝置相連，進行軟件的編制和寫入。二．MCL13A變頻調(diào)速系統(tǒng)中DSP和各相關硬件的接口DSP(TMS320F240)作為核心控制器件，完成相關信號的采集和處理，并輸出六路PWM信號，驅(qū)動IPM模塊以實現(xiàn)變頻。DSP和外圍硬件的接口框圖如圖3所示。其中故障信號包括：直流母線過壓、直流母線過流、IPM模塊四路故障輸出等。其它輸入信號，如與主回路相連，則在信號輸入DSP之前，均經(jīng)過線性隔離，避免高壓串入可能造成的損壞，此類信號有：直流母線電壓、U相電流、V相電流等。具體線路可參考圖7。41圖4圖5圖6圖7三．三相異步電機的參數(shù)可分別進行空載實驗、短路實驗、負載實驗求得電機各參數(shù)。由于不同的電機具有一定的離散性，其參數(shù)略有差異，當進行磁場定向等實驗時，需進行調(diào)整。1．空載實驗264240220190160130100702．短路實驗583．工作特性I（A）P1（W）PII（W）n（r/min）140014191450146014801495T2（）cosφP1（W）131100P2（W）119η（%）10UK=220V（△） TK= IK= TK/TN= IK/IIN=4．M04實驗報告：（1）計算基準工作溫度時的相電阻：室溫tc=10℃，r相=45Ωr1ref=r1c=45=（2）由空載、短路試驗的數(shù)據(jù)求異步電機等效電路的參數(shù)：短路阻抗：ZK===199Ω；短路電阻：rK===；短路電抗：XK==；轉(zhuǎn)子電阻的折合值：r39。2=rkr39。1==；定子、轉(zhuǎn)子漏抗：X39。1σ=X39。2σ===；空載阻抗：Z0===1290Ω；空載電阻：r0===；空載電抗：X0===1268Ω；激磁電阻：rm=== 激磁電抗：Xm=X0XIσ==；（3）作工作特性曲線PIn、η、cosφ1=f（P2），查得P2=120W時；P1=，I1=，η=76%，cosφ1=%（4）由損耗分析法求額定負載時的功率：鐵耗：PFe=，機械耗：Pmec=定子銅耗：PCU1=3I12r1==轉(zhuǎn)子銅耗：PCU2=PemS=（P1PCU1PFe）S=（）=雜散耗：Pad=（取P2的1%）電機的總損耗：ΣP=PFe+Pmec+PCU1+PCU2+Pad=++++=注意：該電機的機械耗偏大4W，（分離開測功機轉(zhuǎn)子）定子銅耗按75℃計算，實驗溫度40℃左右，偏大了2W，兩者共偏大了6W。求得額定負載時的效率為：η=（P1ΣP）/P1100%=（）/100%=%四．DSP目標板的原理