自动控制原理实验报告
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西安交通大学实验报告
课程自动控制原理实验日期2014 年12月22 日专业班号交报告日期 2014 年 12月27日姓名学号
实验五直流电机转速控制系统设计
一、实验设备
1.硬件平台——NI ELVIS
2.软件工具——LabVIEW
二、实验任务
1.使用NI ELVIS可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变
其运行速度；
2.通过光电开关测量马达转速；
3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自
动控制系统。

三、实验步骤
任务一：通过可变电源控制马达旋转
任务二：通过光电开关测量马达转速
任务三：通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速
编程思路：PID控制器输入SP为期望转速输出，PV为实际测量得到的电机转速，MV为PID输出控制电压。

其中SP由前面板输入；PV通过光电开关测量马达转速得到；将PID 的输出控制电压接到“可变电源控制马达旋转”模块的电压输入控制端，控制可变电源产生所需的直流电机控制电压。

通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，达到直流电机转速的负反馈控制。

PID参数：比例增益：0.0023 积分时间：0.010 微分时间：0.006
采样率和待读取采样：采样率：500kS/s 待读取采样：500
启动死区：电机刚上电时，速度为0，脉冲周期测量为0，脉冲频率测量为无限大。

通过设定转速的“虚拟下限”解决。

本实验电机转速最大为600r/min。

故可将其上限值设为600r/min，超过上限时，转速的虚拟下限设为200r/min。

改进：利用LabVIEW中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。

四、实验截图
【程序框图】
未加移位寄存器：
【程序运行结果】
加移位寄存器：
五、实验总结
通过本次实验初步掌握了LABVIEW的编程方法，深刻体会到了LABVIEW作为一种基于数据流的图形化编程语言的强大之处，一定会继续深入学习LABVIEW。

同时结合直流电机转速控制系统的设计进一步掌握了负反馈控制和PID控制器的使用方法，掌握了控制系统的设计方法。

同时在本次实验中体会到了实际动手的快乐，理论结合实践。