直线电机CSPACE控制系统认知

实验报告课程名称计算机控制系统实验项目直线电机cSPACE控制系统认知实验仪器直流电机、控制箱等系别自动化专业自动化班级/学号自控1302/20130127学生姓名实验日期2016年3月23日成绩指导教师实验一直流电机cSPACE控制系统认知实验一、实验目的1、学习cSPACE基本原理，认识系统的各组成部分，了解软件的各个模块，掌握cSPACE硬件设计思想，理解各模块功能及实现控制的实现方法；2、熟悉cSPACE硬件及其在回路控制系统的基本应用；3、掌握cSPACE在MATLAB控制系统设计中的设置步骤，实验方法等。二、实验设备直流电机、实验控制箱、一级倒立摆组件、PC一台、MATLAB软件、串口通信线、USB接口线。三、实验步骤1、连接控制箱把cSPACE安装到PC机上，当插上接口线后，PC机上弹出安装窗口，按要求安装两次；2、打开MATLAB，在Simulink环境下，新建一个mdl文件，然后按实验教材（81页）7.2.4节中介绍的步骤对当前环境参数进行设置并保存；3、在Simulink环境下，找到添加的WM-cSPACE工具箱并打开，搭建实验所需mdl文件，并设置各模块的参数，保存设置；4、单击运行按钮运行程序，无误后停止运行，保存文件到自己选定的文件路径下，关闭文件；5、连接好实验箱后的串口通信线，给实验箱通电，重新打开MATLAB软件，在文件保存的路径下找到建好的mdl文件，按实验要求进行编译文件，然后观察结果。四、实验方案按照实验要求的步骤进行实验，具体过程如下：1、关于MATLAB参数的设置，Solver选项中stoptime值设置为inf；Solveroptions栏下Type选项选择Fixed-step，Solver选项选项选择discrete(nocontinuousstates);HardwareImplementation项中Embeddedhardware栏下Devicevendor选项选择TexasInstruments,Devicetype选项选择C2000；Real-TimeWorkshop项中Targetselection栏下Systemtargetfile选项选择ccslink_grt.tlc。没有要求的地方，按默认值选择，设置完成后，保存设置，继续下面的实验。2、打开MATLAB软件，在Simulink环境下，新建mdl文件，然后按上面的设置方法，设置实验环境并保存。3、搭建cSPACE测试程序，如下图所示，程序的功能是采集Encoder2、Encoder4的信号。将Gain1的值设为0.005，Gain2的值设为0.09。WM-Write1、WM-Write2两模块可在线修改输出的值；WM-Read1、WM-Read2、WM-Read3分别显示电机位移、电机速度和编码器旋转角度的值。（实验各模块都在WM-cSPACE工具箱中，也可以使用仿真中的搜索功能，直接键入模块名称搜索模块，然后拖到新建的mdl文件中）。4、连接好各模块，单击运行按钮，无误后停止运行，并保存文件（需要记住保存的路径）。连接好试验箱的接线，重新打开MATLAB，在保存路径下找到建好的文件，打开文件；5、双击Simulink算法文件中的WMModelBuild按钮，编译算法文件。等文件编译完成后，则双击WMModelRun按钮运行程序，会自动打开cSPACE控制界面；6、移动电机，从界面观察到电机位置（WM-Read1）和编码器（WM-Read3）的角度的变化，WM-Read2窗口是位置信号的微分，如图所示。7.按下记录数据（StartSaving），记录几组数据，并使用Matlab读取TXT文件绘出图像如下：五、实验心得学习了cSPACE基本原理，认识了系统的各组成部分，了解了软件的各个模块，掌握了cSPACE硬件设计思想，理解了各模块功能及实现控制的实现方法。尽管实验遇到了不能运行的问题，但经过不断尝试和指导老师的帮助成功解决。