【正文】 答：可提供地球磁場(chǎng)X、Y軸的水平分量，提供對(duì)磁場(chǎng)變化而引起的誤差的修正應(yīng)用領(lǐng)域：航海、自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)、天線伺服控制、平臺(tái)穩(wěn)定、GPS組合導(dǎo)航、激光測(cè)距，自動(dòng)控制、機(jī)器人等。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接(1) 連接C100航向傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；(2) 接通外接開(kāi)關(guān)電源；(3) 記錄C100航向傳感器輸出數(shù)據(jù)；(4) 數(shù)據(jù)分析。(6) 課后認(rèn)真填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(4) 課后整理桌面。(2) 在不損壞器件或愿意賠償?shù)那闆r下自由使用器件。上課期間由組長(zhǎng)保管，上課期間遺失或損壞的器件須按原價(jià)賠償。實(shí)驗(yàn)四 C100航向傳感器實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉C100航向傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理；熟悉C100航向傳感器信號(hào)處理技術(shù)；掌握C100航向傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。答：水平孔和垂直孔測(cè)量、水下勘探、飛行器導(dǎo)航、科學(xué)研究、教育培訓(xùn)、建筑物定位、設(shè)備維護(hù)、導(dǎo)航系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、GPS備份、汽車(chē)指南針、虛擬現(xiàn)實(shí)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 記錄HMR3300輸出數(shù)據(jù)；航向俯仰橫滾60 數(shù)據(jù)分析；陀螺儀在航向軸變化時(shí)，航向發(fā)生變化。四、注意事項(xiàng)(1) 輕拿輕放H3300，防止摔落地面；(2) 避免直接接觸H3300輸入、輸出接口；(3) 禁止帶電插拔；(4) 常見(jiàn)問(wèn)題的處理，參見(jiàn)技術(shù)手冊(cè)。上課期間由組長(zhǎng)保管，上課期間遺失或損壞的器件須按原價(jià)賠償。實(shí)驗(yàn)三 HMR3300傳感器實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉HMR3300傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理；熟悉HMR3300傳感器信號(hào)處理技術(shù)；掌握HMR3300傳感器使用方法。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制陀螺特性曲線 分析、比較陀螺動(dòng)態(tài)特性； 沿俯仰、橫滾軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，圖像波動(dòng)不大，沿航向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)劇烈波動(dòng) 七、思考題 根據(jù)陀螺的工作原理和特性，考慮陀螺可應(yīng)用于哪些系統(tǒng)，簡(jiǎn)述其工作原理。沿轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)特性測(cè)量(1) 檢查電路連接；(2) 沿陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針由慢至快轉(zhuǎn)動(dòng)陀螺；(3) 沿陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)軸逆時(shí)針由慢至快轉(zhuǎn)動(dòng)陀螺；(4) 分別利用測(cè)量軟件測(cè)量并記錄陀螺的輸出值。四、注意事項(xiàng)(1) 輕拿輕放陀螺，防止摔落地面；(2) 避免直接接觸陀螺輸入、輸出接口；(3) 禁止帶電插拔；(4) 常見(jiàn)問(wèn)題的處理，參見(jiàn)技術(shù)手冊(cè)。二. 設(shè)備清單 (1) Horizon陀螺 1個(gè)(2) 開(kāi)關(guān)電源 1個(gè)(3) 五金工具 1套(4) 萬(wàn)用表 1只(5) 《Horizon陀螺技術(shù)手冊(cè)》 1本*上課期間，實(shí)驗(yàn)設(shè)備由組長(zhǎng)保管，上課期間遺失或損壞的器件須按原價(jià)賠償。 地面速率0節(jié)七、思考題 根據(jù)GPS的工作原理和特性，分析如何利用兩個(gè)或多個(gè)GPS系統(tǒng)協(xié)同工作提高測(cè)量精度。總和校驗(yàn)數(shù)47五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟GPS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路連接(1) 將GPS天線接入電路板；(2) 檢查電路連接是否正確；(3) 將GPS天線放至窗外；(4) 接通外接開(kāi)關(guān)電源；(5) 記錄所在位置的經(jīng)緯度、高度、星數(shù)。三、課堂要求(1) 課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，精心準(zhǔn)備；(2) 在不損壞器件或愿意賠償?shù)那闆r下自由使用器件；(3) 不同小組的器件不要混用；(4) 課后整理桌面；(5) 不在課堂做任何與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的事；(6) 課后認(rèn)真填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。解：由異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型得額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差電流矢量幅值由按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的動(dòng)態(tài)模型得穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，故，解得轉(zhuǎn)子磁鏈《導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)： 姓名： 南京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院目 錄實(shí)驗(yàn)一 全球定位系統(tǒng)（GPS）實(shí)驗(yàn).....................................................2實(shí)驗(yàn)二 陀螺儀原理實(shí)驗(yàn).........................................................................................4實(shí)驗(yàn)三 HMR3300傳感器實(shí)驗(yàn)........................... ...................................................7實(shí)驗(yàn)四 C100航向傳感器實(shí)驗(yàn)... ... ... ................................................................9實(shí)驗(yàn)一 全球定位系統(tǒng)（GPS）實(shí)驗(yàn) 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉GPS的結(jié)構(gòu)和工作原理；熟悉GPS信號(hào)串口傳輸技術(shù)；掌握GRMIN公司GPS25LP OEM板實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。解：兩相靜止坐標(biāo)系中的電流兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流當(dāng)時(shí)，兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流電流矢量幅值6．4籠型異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)為：額定功率，額定電壓，額定電流，額定轉(zhuǎn)速，額定頻率，定子繞組Y聯(lián)接。6．2 兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換陣為將上題中的兩相靜止坐標(biāo)系中的電流和變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流和，坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度。習(xí)題六6．1 按磁動(dòng)勢(shì)等效、功率相等的原則，三相坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣為現(xiàn)有三相正弦對(duì)稱電流，求變換后兩相靜止坐標(biāo)系中的電流和，分析兩相電流的基本特征與三相電流的關(guān)系。 兩電平PWM逆變器主回路的輸出電壓矢量是有限的，若期望輸出電壓矢量的幅值小于直流電壓，空間角度任意，如何用有限的PWM逆變器輸出電壓矢量來(lái)逼近期望的輸出電壓矢量。當(dāng)三相電壓為正弦對(duì)稱時(shí)，定子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量電壓空間矢量：，若直流電壓恒定，如何協(xié)調(diào)輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系。解：A,B,C為定子三相繞組的軸線，定義三相電壓空間矢量：合成矢量：，討論定子電壓空間矢量與定子磁鏈的關(guān)系，當(dāng)三相電壓、為正弦對(duì)稱時(shí)，寫(xiě)出電壓空間矢量與定子磁鏈的表達(dá)式，畫(huà)出各自的運(yùn)動(dòng)軌跡。根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)寫(xiě)出其電壓空間矢量表達(dá)式，畫(huà)出空間電壓矢量圖。因此，系統(tǒng)穩(wěn)定后， n=0，Un=0 U*i=U*im =10， Ui=U*i =10 Id=Idm=30A Uc=Ud0/Ks=(E+IdR∑)/Ks=(0+30*2)/30=2 V3) 在跟隨給定作用下，轉(zhuǎn)速環(huán)處于線性狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是：τn=hT∑n=5*=T∑n=KN=(h+1)/2h2T2=6/2*25*=48s24) 空載突加額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)速有動(dòng)態(tài)降落。（4）該系統(tǒng)由空載(=0)突加額定負(fù)載時(shí),電流和轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)過(guò)程波形是怎樣的?已知機(jī)電時(shí)間常數(shù)=,計(jì)算其最大動(dòng)態(tài)速降和恢復(fù)時(shí)間。求此時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=? ACR的輸出電壓Uc =?（2）當(dāng)系統(tǒng)在上述情況下運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)突然失磁(=0) , 系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象? 試分析并說(shuō)明之。min/r。（1）在此系統(tǒng)中,當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)最大值Unm*=15V時(shí),n=nN=1500 r/min。速度調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選R0=40K，則 Rn=Kn*R0=*40=420K 由此 Cn=τn/Rn=*103= C0n=4T0n/R0=4**103=2μF2) 電流環(huán)的截止頻率是：ωci=KI= s1 速度環(huán)的截止頻率是： ω= s2 從電流環(huán)和速度環(huán)的截止頻率可以看出，電流環(huán)比速度環(huán)要快，在保證每個(gè)環(huán)都穩(wěn)定的情況下，再求系統(tǒng)的快速性，充分體現(xiàn)了多環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。（2）計(jì)算電流環(huán)的截止頻率和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率，并考慮它們是否合理?解：（1）電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：確定時(shí)間常數(shù)：電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因?yàn)棣?≤5%，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用PI調(diào)節(jié)器， WACR(s)=Ki(τis+1)/τis， Tl/T∑i=10電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：τi=Tl=， KIT∑i= ， KI= ∑i= s1校驗(yàn)等效條件：ωci=KI= s1可見(jiàn)滿足近似等效條件。電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì),并取參數(shù)KT=。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓Unm*=Uim*= Unm =10V,調(diào)節(jié)器輸入電阻R0=40kΩ。已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN =500kW，UN =750V，IN =760A，nN=375 r/min，電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ce =4) 40%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí):5) 空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間是：(書(shū)上無(wú)此公式）僅考慮起動(dòng)過(guò)程的第二階段。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)符合要求。查表，應(yīng)取小一些的h，選h=3進(jìn)行設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn) (空載Z=0）轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)不符合要求。解：（1） （2）電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 確定時(shí)間常數(shù)：電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因?yàn)椋砂吹湫虸型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用PI調(diào)節(jié)器，, 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定: 。(R0=40kΩ)（4）計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶40%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量σn。畫(huà)出其電路圖,調(diào)節(jié)器輸入回路電阻R0=40。試求：（1）確定電流反饋系數(shù)β(假設(shè)起動(dòng)電流限制在以內(nèi))和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓(Un*)N =10V,調(diào)節(jié)器ASR，ACR飽和輸出電壓Uim*=8V,Ucm =。min/r , 主回路總電阻=,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)=35。解：應(yīng)選擇PI調(diào)節(jié)器，對(duì)照典型Ⅱ型系統(tǒng)， ，滿足設(shè)計(jì)要求。，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為，要求校正為典型Ⅱ型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量％≤30％（按線性系統(tǒng)考慮）。解：按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選。，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為，要求設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量％≤5％（按線性系統(tǒng)考慮）。（2） 計(jì)算過(guò)渡過(guò)程時(shí)間 和上升時(shí)間 ；（3） 繪出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。已知時(shí)間常數(shù)T=, 要求階躍響應(yīng)超調(diào)量≤10％。 3) 取決于電機(jī)速度和負(fù)載大小。當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時(shí)，試問(wèn)：（1） 應(yīng)如何變化？（2）應(yīng)如何變化？（3）值由哪些條件決定？解: 1) 因此當(dāng)電流從40A70A時(shí)， 應(yīng)從4V7V變化。 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器ASR，ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的值。已知參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：=， =220V， =20A， =1000 r/min ,電樞回路總電阻=,設(shè) =8V，電樞回路最大電流=40A,電力電子變換器的放大系數(shù)=40。（2）T法：分辨率：時(shí)，時(shí)，最大誤差率：，