[发明专利]一种双闭环直流调速系统的教学实验装置

权利要求书

1.一种双闭环直流调速系统的教学实验装置，所述实验装置包括：依次连接的模拟信号给定模块、转速环模拟控制器、电流环模拟控制器、晶闸管驱动电路、主电路和被控对象直流伺服电机，以及用于检测电流反馈信号的电流检测和变换电路、用于检测转速反馈信号的旋转编码器和转速变换电路；所述电流反馈信号输入至所述电流环模拟控制器的输入端，所述转速反馈信号输入至所述转速环模拟控制器的输入端；其特征在于，所述实验装置还包括：模数转换模块以及依次连接的数字信号给定模块、转速环数字控制器、电流环数字控制器、数模转换模块和功率放大模块；

所述模拟信号给定模块给定的模拟信号、所述转速反馈信号分别经所述模数转换模块输入至所述转速环数字控制器的输入端；所述电流反馈信号经所述模数转换模块输入至所述电流环数字控制器的输入端；所述功率放大模块输出端与所述晶闸管驱动电路的输入端连接；

所述模数转换模块、所述转速环数字控制器、所述电流环数字控制器、所述数模转换模块和所述功率放大模块构成控制器和信号转换装置；所述转速环数字控制器和所述电流环数字控制器的参数设定模块、所述电流反馈信号和所述转速反馈信号的显示模块以及所述数字信号给定模块构成触摸屏。

2.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述参数设定模块包括显示区域和输入按键区域，所述参数设定模块用于设定并显示所述转速环数字控制器和所述电流环数字控制器的比例、积分、积分限幅和输出限幅；所述显示模块用于显示所述电流反馈信号和所述转速反馈信号的瞬时值以及信号曲线。

3.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述模数转换模块包括第一A/D转换器、第二A/D转换器和第三A/D转换器；

所述第一A/D转换器连接于所述模拟信号给定 模块的输出端与所述转速环数字控制器的输入端之间，所述第一A/D转换器用于将所述模拟给定信号模块输出的模拟信号转换为数字信号；

所述第二A/D转换器连接于所述旋转编码器和转速变换电路的输出端与所述转速环数字控制器的输入端之间，所述第二A/D转换器用于将所述旋转编码器和转速变换电路输出的转速反馈信号转换为数字信号；

所述第三A/D转换器连接于所述电流检测和变换电路的输出端与所述电流环数字控制器的输入端之间，所述第三A/D转换器用于将所述电流检测和变换电路输出的电流反馈信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述转速环数字控制器和所述电流环数字控制器采用同一主控制器。

5.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述控制器和信号转换装置包括模拟给定端口、电流反馈信号接入口和转速反馈信号接入口；所述模拟给定端口与所述模拟信号给定模块的阶跃信号输出端口连接；所述电流反馈信号接入口与所述电流检测和变换电路的电流检测反馈模拟信号输出端口连接；所述转速反馈信号接入口与所述旋转编码器和转速变换电路的转速变换反馈模拟信号输出端口连接。

6.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述功率放大模块的输出端口与所述晶闸管驱动电路中的模块锯齿波发生器的输入控制端口连接。

7.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述转速环数字控制器用于将所述模拟信号给定模块的模拟信号转换后的数字信号和所述转速反馈信号转换后的数字信号进行比较和运算后输出第一控制信号至所述电流环数字控制器。

8.根据权利要求1所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述转速环数字控制器用于将所述数字信号给定模块的数字信号和所述转速反馈信号转换后的数字信号进行比较和运算后输出第一控制信号至所述电流环数字控制器。

9.根据权利要求7或8所述的双闭环直流调速系统的教学实验装置，其特征在于，所述电流环数字控制器用于将所述第一控制信号和所述电流反馈信号转换后的数字信号比较和运算后输出第二控制信号至所述数模转换模块 中，进行数模转换。