电力系统自动装置原理实验报告
实验项目：发电机自动准同期装置实验
学院：电气工程学院
班级：电气工程及其自动化10~班
姓名：
学号：
实验一发电机自动准同期装置实验
一、实验目的
1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；
2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；
3、熟悉同步发电机准同期并列过程；
4、学会观察、分析有关实验波形。
二、实验基本原理
（一）控制发电机运行的三个主要自动装置
同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：
（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速；
（2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压；
（3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行；
（4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。
上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。
（二）准同期并列的基本原理
将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。
准同期并列要满足以下四个条件：
（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；
（2）发电机电压与并列点系统电压相等；
（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；
（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。
具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。
自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，
在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。
（三）同期点
发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。除了发电机的出口断路器之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间构成唯一断路点的断路器，均可作为同期点。例如，发电机—变压器组的高压侧断路器，发电机—三绕组变压器组的各侧断路器等，都可作为同期点。在同期点应装设准同期装置。
关于准同期并列的详细介绍，请参看杨冠城主编的教材《电力系统自动装置原理(第四版)》的相关章节。
三、实验设备简介
实验室的微机准同期装置型号为HGWT-04，安装在实验室主测量控制试验台的正中央，其面板图如图3-1所示。
图3-1 HGWT-04微机准同期控制器的面板图
（一）、面板简介
1、数码显示器
主要用以显示发电机频率、发电机电压、系统频率、系统电压及准同期控制整定参数；
2、指示灯
它们是：〖+24V电源〗、〖微机正常〗、〖同期命令〗、〖参数设置〗、〖频差闭锁〗、〖加速〗、〖减速〗、〖压差闭锁〗、〖升压〗、〖降压〗、〖相差闭锁〗、〖合闸出口〗、〖DL合〗、〖圆心〗。
3、LED旋转灯光整步表
用48只发光二极管围成一个圆圈，表示360°相角（每点7.5°）。用点亮二极管的方法指示当前相角，因此当相角在0~360°之间变化时，灯光就旋转起来，如同整步表一样。如将接入准同期控制器的系统电压取自线路末端，该灯光整步表还可在发电机并入系统后指示发电机机端电压与系统电压之间的功角。
（二）、操作按钮
一共有6个按钮，它们是【同期命令】、【参数设置】、【参数选择】、下三角【▼】、上三角【▲】、【复位】。
（三）显示画面说明
显示器显示内容：
显示组1：发电机频率Hz 发电机电压V
系统频率Hz 系统电压V
显示组2：频差电压差
允许频差允许电压差
显示组3：频差相角差
允许频差越前角
显示组4：1 1 1 1 1 1 1 1（或2 2 2 2 2 2 2 2）
相角差整定电压（V）电压差整定电压（V）
显示组5：以十六进制显示如下：
注意：通过按增、减按钮，可以切换显示组别。
四、实验内容和步骤
（一）自动准同期的准备工作
1、启动原动机，按照模拟要求选择相应的模拟方式，将机组转速升到额定转速；
2、发电机建压到额定电压；
3、投入无穷大电源并合上线路开关至发电机同期点；
4、选择待并列的机组编号为1号机，将同期方式选为自动同期。
（二）自动准同期并列
1、按下微机准同期装置面板上的【同期命令】按钮，注意观察信号灯和显示器的变化过程；
2、用录波仪将合闸瞬间的机端电流波形记录下来；
3、跳开出口断路器，将发电机组与系统解列。
（三）观察与分析
1、操作调速器上的增速或减速按钮调整机组转速，记录微机准同期控制器显示的发电机和系统频率。观察并记录旋转灯光整步表上灯光旋转方向及旋转速度与频差方向及频差大小的对应关系，将相关结果记录于表3-1。
表3-1 不同频差时旋转灯光整步表灯光旋转情况记录表
2、调节转速和电压，观察并记录微机准同期控制器的频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律，将结果记录于表3-2。
表3-2 频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律表
3、将发电机电压与系统电压接入录波仪，观察正弦整步电压（即脉动电压）波形，观察并记录电压幅值差大小与正弦整步电压最小幅值间的关系；观察并记录正弦整步电压幅值
达到最小值得时刻所对应的整步表指针位置和灯光位置。
1、频率有正偏差时的冲击电流波形
2、电压有正偏差时的冲击电流波形
3、相位顺时针旋转，相位偏差大概30度时的冲击电流波形
（四）偏离准同期并列条件合闸（选做）
选择手动并列方式，进行单独一种并列条件不满足情况下的手动准同期并列试验，记录功率表冲击情况：
1、电压差、相角差条件满足，频率差不满足，在f F>f X和f F 2、频率差、相角差条件满足，电压差不满足，V F>V X和V F 3、频率差、电压差条件满足，相角差不满足，顺时针旋转和逆时针旋转时手动合闸，观察并记录实验数据，分别填入表3-3（注意：相角差不要大于30o）。 表3-3 频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律表 注：有功功率P和无功功率Q也可以通过微机励磁调节器的显示观察。 （五）停机 当同步发电机与系统解列之后，按调速器的【停机/开机】按钮使〖停机〗灯亮，即可 自动停机，当机组转速降到85%以下时，微机励磁调节器自动逆变灭磁。待机组停稳后断开 原动机开关，跳开励磁开关以及线路和无穷大电源开关。 注意事项： 当微机准同期装置面板上的指示灯、数码管显示都停滞不动时，此时微机准同期控制器处于“死机”状态，按一下“复位”按钮可使微机准同期控制器恢复正常。 五、实验分析 1、描述正常自动准同期并列过程中，按下微机准同期装置面板上的【同期命令】按钮 后，结合微机准同期装置面板上的指示灯、显示器显示内容的变化，分析自动准同期的调整 并列过程。 答：微机准同期装置正常工作时，LED旋转灯光整步表上的灯依次闪烁，圆心灯亮。显示 器显示为发电机的电压和频率及系统的电压和频率，按下微机准同期装置面板上的【同期命 令】按钮后，【同期命令】指示灯亮，旋转灯闪烁速度逐渐减慢。此时，微机准同期控制器 将自动进行均压、均频控制并检测合闸条件，显示器上的电压、频率改变，合闸条件满足时 圆心灯灭，旋转灯上的0°指示灯亮，进行合闸操作。 2、分析正常自动准同期并列时的机端电压、电流波形。 答：正常自动准同期并列是，对电网冲击很小，机端电压和电流波形畸变不大，波形成 正弦。 4、分析频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律。 答：频差闭锁：当频差较大时，频差闭锁指示灯亮，闭锁同期功能，若此时按下同期按 钮，增速（减速）指示灯亮，当频差减小到一定范围时，频差闭锁指示灯灭，允许同期； 压差闭锁：当压差较大时，压差闭锁指示灯亮，闭锁同期功能，当压差回复到允许同期 的范围内时，压差闭锁指示灯灭； 相差闭锁：当相差较大时，相差闭锁指示灯亮，闭锁同期功能，当相差恢复到允许同期 的范围内时，相差闭锁指示灯灭。 5、分析正弦整步电压波形的变化规律，并分析正弦整步电压幅值达到最小值时所对应 的整步表指针位置和灯光位置。 答：正弦整步电压波形的是正弦脉动波，它的包络是正弦型的，即和之差幅值是的包络的，是正弦变化。 整步电压幅值最小时，整步表灯光位于最上方。 6、实验心得。 这次实验使我加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件，掌握微机准 同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；熟悉同步发电机准同期并列过程。六、思考题 1、相序不对（如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、B），能否并列？为什么？ 答：相序不对不允许并列。相序不同相当于两相短路，会形成很大的环流，轻则设备开关跳闸，重则电源网络（总变电站）跳闸，导致网域大部分停电事故。 2、电压互感器的极性如果有一侧（系统侧或发电机侧）接反，会有何结果？ 答：会使得和相角相差180°，如果仍以相同条件进行同期合闸操作，此时合闸的电压差是最大的，合闸将引起非常大的冲击电流。 3、准同期并列与自同期并列，在本质上有何差别？如果在这套机组上实验自同期并列，应如何操作？ 答：本质区别是是否需要检测同期。自同期法并列是将未励磁而转速接近同步转速的发 电机投入系统并立即（或经一定时间）加上励磁，让系统将发电机拖入同步，不需要检测同 期；而准同期并列是在所有并列条件满足的情况下才将发电机投入系统，需要检测同期。 如果在这套机组上实验自同期并列，应：1、将发电机拖到接近同步转速；2、合上并列断路器，将发电机投入系统；3、立即加上励磁。 4、合闸冲击电流的大小与哪些因素有关？频率差变化或电压差变化时，正弦整步电压的变化规律如何？ 答：与合闸时候的电压幅值差，合闸相角差，发电机次暂态电抗，电力系统等值电抗，发电机交轴次暂态电抗，发电机交轴次暂态电势等因素有关。频率差变化或电压差变化时，正弦整步电压的随着频率差变化或电压差变化而变化。因为不仅与电压差值有关，还与合闸相角差有关，而频率差是也会变化。所以正弦整步电压随着它们的变化而变化。 5、当两侧频率几乎相等，电压差也在允许范围内，但合闸命令迟迟不能发出，这是一种什么现象？应采取什么措施解决？ 答：这是存在合闸相角差的现象，应该采取恒定越前相角或者恒定越前时间方法进行合闸操作。 6、在f F> f X或者f F 答：fF> fX：有功功率为正，无功功率为负； fF VF> VX：有功功率为零，无功功率为正； VF< VX：有功功率为零，无功功率为负。 液位自动控制装置 摘要 本系统采用分布式微机控制系统，通过测量传感器的信号频率来获取液面高度。系统采用主从式结构，主站和从站都采用以“8051系列单片机+电容式液面高度传感器”模式。并通过电磁阀来调整液面高度，构成了一个闭环控制系统。可通过键盘设定所需液面高度，范围为0～25cm，误差不超过±0.3 cm。并可实时显示当前液位高度和瓶内液体重量以及阀门状态。当液面超过25cm或液位低于2cm时，可进行声光报警。 主从站之间通过RS232C总线构成串行通讯星型网络。主站可对8个从站进行定点或巡回监测，查询各从站的实时状态，并可显示其从站传输过来的从站号和液位讯息，并可控制从站液位。并且在巡回检测时，主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的液位讯息。当收到从站发来的报警信号后，能声光报警并显示相应的从站号，可自动调整从站液位为20cm。从站能够输出从站号、液位讯息和报警信号，并且能对主站设定的液位控制信息相应。 该系统布局合理，运行平稳，控制精度较高，完全达到了题目基本部分的要求，并基本实现了发挥部分要求。 一、总体方案的设计 1、主站的整体设计： 以单片机为控制核心，通过液位传感器实时获取储液瓶B的液面高度，并通过显示器实时显示液面高度、重量。当键盘有输入时，单片机根据键盘输入的功能要求，单片机通过控制电磁阀1、2来提升或降低液面高度达到设定值，根据题意整体规划主站的系统如图（1） 图（1） 2、主站和从站整体设计 主从站之间通过RS232C总线构成串行通讯网络，主站定期查询液面信息，并对液面信息进行控制。 图（2） 二、系统模块的确定和设计 分析题目要求，系统为一个主从式测控系统。由通讯网络把主站和多个从站连成一个系统。通讯网络可采用RS232C 等接口组成。液位监测与控制装置的功能可有多种方案实现，但一般都都由控制单元、执行机构和检测单元单元三部分组成。 下面具体论述一下液位监测与控制装置的各个部分模块的方案确定和设计。 1、检测元件的选择 （1）传感器的选择 检测液面高度有多种元件可选，如超声波传感器和电容传感器等。 方案—：使用超声波传感器。超声波具有不受被测液体的浓度和导电性能影响的特性，因此精度比较高，但价格比较贵。 方案二：使用电容式传感器。电容式传感器在测量高频信号时，精度较高。但要求液位 变化速度较为缓慢，而且距离不能太远，本题采用的进出水管较细，进出水速度合适，由于只要求测量范围最大为0～25cm ，距离较小，此传感器正好符合条件，而且该传感器比较经济，考虑到液体流速和测量范围、精度以及价格，故从实用性和经济性角度考虑选择电容式传感器。 我们选择第二种方案，由于采用了电容式传感器，所以我们需要对电容信号进行采集。 （2）电容信号采集方案的选择和设计 方案—：将电容信号转换为电压信号。由于输出电压信号比较微弱，采用该方案时，采集信号的灵敏度不高，误差一般较大，难以控制，而且电压信号要通过A/D 转换后才能被单片机处理，比较复杂。原理图如图（3）所示： 图（3） 方案二：将电容信号转换为频率信号。压感电容传感器对由液面高度变化引起的水压变化的检测灵敏比较高，对由于液位高度的变化而引起的水压的微小变化，通过传感器中的压控电容的变化，得到的输出的信号的频率变化非常明显。我们通过采集信号的频率就能得出对应的液位的高度，从而通过控制单片机，来进行设置所对应的液面的频率就能对所要求的高度进行任意控制，这样的系统能满足题目所要求的基本要求。 综合考虑我们选择第二个方案，接着我们需要考虑如何将电容信号转换为频率信号。 （3）电容信号处理方案 实验四线性电路叠加性和齐次性验证表4—１实验数据一(开关S3 投向R3侧) 表4—２实验数据二(S3投向二极管VD侧 ) 1．叠加原理中U S1, U S2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（U S1或U S2）直接短接？ 答: U S1电源单独作用时，将开关S1投向U S1侧，开关S2投向短路侧； U S2电源单独作用时，将开关S1投向短路侧，开关S2投向U S2侧。 不可以直接短接，会烧坏电压源。 2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？ 答：不成立。二极管是非线性元件，叠加性不适用于非线性电路（由实验数据二可知）。 实验五电压源、电流源及其电源等效变换表5－1 电压源（恒压源）外特性数据 表5－2 实际电压源外特性数据 表5－3 理想电流源与实际电流源外特性数据 3．研究电源等效变换的条件 图（a ）计算)(6.117S S S mA R U I == 图（b ）测得Is=123Ma 1． 电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？ 答：电压源内阻很小，若输出端短路会使电路中的电流无穷大；电流源内阻很大，若输出端开路会使加在电源两端的电压无穷大，两种情况都会使电源烧毁。 2． 说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？ 答：电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性； 电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性； 其输出在任何负载下能保持恒值。 3． 实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影 响？ 答：实际电压源与实际电流源都是存在内阻的，实际电压源其端电压U 随输出电流I 增大而降低，实际电流源其输出电流I 随端电压U 增大而减小，因此都是呈下降变化趋势。下降快慢受内阻R S 影响。 4．实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？电压源与电流源能否等效变换？ 答：实际电压源与实际电流源等效变换的条件为： （1）实际电压源与实际电流源的内阻均为RS ； （2）满足S S S R I U =。 所谓等效是对同样大小的负载而言。 电压源与电流源不能等效变换。 武汉工程大学实验报告 专业自动化班号 组别指导教师陈艳菲姓名同组者 三、实验结果分析 1．开环传递函数为) 1(4 )(+= s s s G 的系统的分析及其串联超前校正： （1）取K=20，绘制原系统的Bode 图： 源程序代码及Bode 图： num0=20; den0=[1,1,0]; w=0.1:1000; [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0); [mag1,phase1]=bode(num0,den0,w); [gm1,pm1,wcg1,wcp1] margin(num0,den0) grid; 运行结果： ans = Inf 12.7580 Inf 4.4165 分析： 由结果可知，原系统相角裕度r=12.75800，c ω=4.4165rad/s ，不满足指标要求， 系统的Bode 图如上图所示。考虑采用串联超前校正装置，以增加系统的相角裕度。 确定串联装置所需要增加的超前相位角及求得的校正装置参数。 ),5,,45(0000c m c Φ=Φ=+-=Φ令取为原系统的相角裕度εγγεγγ m m ??αsin 1sin 1-+= 将校正装置的最大超前角处的频率 作为校正后系统的剪切频率 。则有： α ωωω1)(0)()(lg 2000=?=c c c c j G j G j G 即原系统幅频特性幅值等于 时的频率，选为c ω。 根据m ω=c ω ，求出校正装置的参数T 。即α ωc T 1 = 。 （2）系统的串联超前校正： 源程序代码及Bode图： num0=20; den0=[1,1,0]; w=0.1:1000; [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0); [mag1,phase1]=bode(num0,den0,w); [gm1,pm1,wcg1,wcp1] margin(num0,den0) grid; e=5; r=50; r0=pm1; phic=(r-r0+e)*pi/180; alpha=(1+sin(phic))/(1-sin(phic)); [il,ii]=min(abs(mag1-1/sqrt(alpha))); wc=w( ii); T=1/(wc*sqrt(alpha)); numc=[alpha*T,1]; denc=[T,1]; [num,den]=series(num0,den0,numc,denc); [gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den); printsys(numc,denc) disp('校正之后的系统开环传递函数为:'); printsys(num,den) [mag2,phase2]=bode(numc,denc,w); [mag,phase]=bode(num,den,w); subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),'-.'); grid; ylabel('幅值(db)'); title('--Go,-Gc,GoGc'); title(['校正前：幅值裕量=',num2str(20*log10(gm1)),'db','相位裕量=',num2str(pm1),'0']); subplot(2,1,2); semilogx(w,phase,w,phase1,'--',w,phase2,'-',w,(w-180-w),':'); grid; ylabel('相位(0)'); xlabel('频率(rad/sec)'); title(['校正后：幅值裕量=',num2str(20*log10(gm)),'db','相位裕量=',num2str(pm),'0']); 运行结果： ans = Inf 12.7580 Inf 4.4165 num/den = 0.31815 s + 1 自动控制系统的组成及功能实现 自动控制系统作为目前工业领域控制的核心，已经为大家所熟悉。自动控制系统是指在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段，其组建了整个系统的大脑及神经网络。自动控制系统的组成一般包括控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。 一、自动控制系统的分类 自动控制系统按控制原理主要分为开环控制系统和闭环控制系统。 （一）开环控制系统 在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。 （二）闭环控制系统 闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。 自动控制系统按给定信号分类，可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。（三）恒值控制系统 给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。 （四）随动控制系统 给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。（五）程序控制系统 给定值按一定时间函数变化。如程控机床。 在我们的工业领域中，因控制的工艺流程复杂、生产数多、对产品质量控制严格，所以一般控制系统均为闭环控制系统。 二、控制系统各部分的功能 （一）控制器 目前控制系统的控制器主要包括PLC、DCS、FCS等主控制系统。在底层应用最多的就是PLC控制系统，一般大中型控制系统中要求分散控制、集中管理的场合就会采用DCS 控制系统，FCS系统主要应用在大型系统中,它也是21世纪最具发展潜力的现场总线控制系 《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系 实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形 ① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节 广西大学电气工程学院 发电机运行实验报告 同步发电机运行与控制 专业班级： 姓名： 学号： 实验地点： 一、实验目的 同步发电机是电力系统最重要又最复杂的电气设备，在电力系统运行中起着十分重要的作用。通过实验，使学生掌握和巩固同步发电机及其运行的基本概念和基本原理，培养学生的实践能力、分析能力和创新能力，加强工程实线训练，提高学生的综合素质。 二、实验装置及接线 实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以7.5KW直流电动机与同轴的5KW 同步发电机为被控对象，配置常规仪表测量控制屏（常规控制）和计算机监视控制屏（计算机监控）。可实现对发电机组的测量、控制、信号、保护、调节、并列等功能，本次同步发电机运行实验，仅采用常规控制方式。 直流电动机-同步发电机组的参数如下： 直流电动机： 型号Z2-52，凸极机 额定功率7.5kW 额定电压DC220V 额定电流41A 额定转速1500r/min 额定励磁电压DC220V 额定励磁电流0.98A(5、6、7号机组为0.5A) 同步发电机 型号T2-54-55 额定功率5kW 额定电压AC400V(星接) 额定电流9.08A 额定功率因数0.8 空载励磁电流 2.9A 额定励磁电流5A 直流电动机-同步发电机组接线如图一所示。发电机通过空气开关2QS和接触器2KM 可与系统并列，发电机机端装有电压互感器1TV和电流互感器1TA，供测量、同期用，系统侧装有单相电压互感器2TV作同期用，两侧电压通过转换开关6SA接入同期表S （MZ-10）。 发电机励磁电源可以取自380V电网（他励方式），也可以取自机端（自励方式），通 报告编号：YT-FS-3025-90 电工的实验报告(完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity 电工的实验报告(完整版) 备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 中国地质大学（武汉）电工实验报告 姓名：汪尧 班级：072141 姓名汪尧班号072141学号20xx1002094 日期20xx。 10。27指导老师张老师成绩 实验名称微分积分电路的研究 实验名称：微分电路与积分电路实验目的： （1）进一步掌握微分电路和积分电路的相关知识； （2）学会用运算放大器组成积分微分电路； （3）设计一个RC微分电路，将方波变换成尖脉冲波； （4）设计一个RC积分电路，将方波变换成三角波。 主要仪器设备：EE1641C型函数信号发生器/计数器；双踪示波器；电子实验箱；导线若干。输入波形：实验内容：微分电路：上图所示是RC微分电路（设电路处于零状态）。输入的是矩形脉冲电压u1，在电阻两端输出的电压为u2。通过改变电阻R和电容C来记录u2的变化情况。微分电路参数R/Ω300 100 100 300 1k C/μF 0。10 0。10 0。22 0。 22 0。47 2、积分电路：上图所示是RC积分电路（设电路处于零状态）。输入的是矩形脉冲电压u1，在电容两端输出的电压为u2。通过改变电阻R和电容C来记录u2的变化情况。积分电路参数R 1k 300 300 100 100 C 0。47 0。47 0。22 0。22 0。10 实验结果：微分电路与积分电路是矩形脉冲激励下的RC电路。若选取不同的时间常数，可构成输出电压波形与输入电压波形之间的特定（微分或积分）的关系。微分电路：输出信号与输入信号的微分成正比的电路，称为微分电路。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分，即只 东南大学自动控制实验室 实验报告 课程名称：自动控制原理 实验名称：闭环电压控制系统研究 院（系）：仪器科学与工程专业：测控技术与仪器姓名：学号： 实验室：常州楼五楼实验组别：/ 同组人员：实验时间：2018/10/17 评定成绩：审阅教师： 实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。 （2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。 （3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 四、实验线路图： 五、实验步骤： 姓名 院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 一、 实验名称： 吸收实验 二、实验目的： 1.学习填料塔的操作； 2. 测定填料塔体积吸收系数K Y a . 三、实验原理： 对填料吸收塔的要求，既希望它的传质效率高，又希望它的压降低以省能耗。但两者往往是矛盾的，故面对一台吸收塔应摸索它的适宜操作条件。 （一）、空塔气速与填料层压降关系 气体通过填料层压降△P 与填料特性及气、液流量大小等有关，常通过实验测定。 若以空塔气速o u [m/s]为横坐标，单位填料层压降Z P ?[mmH 20/m]为纵坐标，在双对数坐标纸上标绘如图2-2-7-1所示。当液体喷淋量L 0=0时，可知 Z P ?~o u 关系为一直线，其斜率约1.0—2，当喷淋量为L 1时，Z P ?~o u 为一折线，若喷淋量越大，折线位置越向左移动，图中L 2＞L 1。每条折线分为三个区段， Z P ?值较小时为恒持液区，Z P ?~o u 关系曲线斜率与干塔的相同。Z P ?值为中间时叫截液区，Z P ?~o u 曲线斜率大于2，持液区与截液区之间的转折点叫截点A 。 Z P ?值较大时叫液泛区，吸收实验 姓名 院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 Z P ?~o u 曲线斜率大于10，截液区与液泛区之间的转折点叫泛点B 。在液泛区塔已无法操作。塔的最适宜操作条件是在截点与泛点之间，此时塔效率最高。 图2-2-7-1 填料塔层的Z P ?~o u 关系图 图2-2-7-2 吸收塔物料衡算 （二）、吸收系数与吸收效率 本实验用水吸收空气与氨混合气体中的氨，氨易溶于水，故此操作属气膜控制。若气相中氨的浓度较小，则氨溶于水后的气液平衡关系可认为符合亨利定律，吸收 实验四线性电路叠加性和齐次性验证 测量项目实验内容U S1 (V) U S2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U AB (V) U CD (V) U AD (V) U DE (V) U FA (V) U S1单独作用12 0 8.65 -2.39 6.25 2.39 0.789 3.18 4.39 4.41 U S2单独作用0 -6 1.19 -3.59 -2.39 3.59 1.186 -1.221 0.068 0.611 U S1, U S2共同作用12 -6 9.85 -5.99 3.85 5.98 1.976 1.965 5.00 5.02 2U S2单独作用0 -12 2.39 -7.18 -4.79 7.18 2.36 -2.44 1.217 1.222 测量项目实验内容U S1 (V) U S2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U AB (V) U CD (V) U AD (V) U DE (V) U FA (V) U S1单独作用12 0 8.68 -2.50 6.18 2.50 0.639 3.14 4.41 4.43 U S2单独作用0 -6 1.313 -3.90 -2.65 3.98 0.662 -1.354 0.675 0.677 U S1, U S2共同作用12 -6 10.17 -6.95 3.21 6.95 0.688 1.640 5.16 5.18 2U S2单独作用0 -12 2.81 -8.43 -5.62 8.43 0.697 -2.87 1.429 1.435 1．叠加原理中U S1, U S2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（U S1或U S2）直接短接？ 答: U S1电源单独作用时，将开关S1投向U S1侧，开关S2投向短路侧； U S2电源单独作用时，将开关S1投向短路侧，开关S2投向U S2侧。 不可以直接短接，会烧坏电压源。 2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？ 答：不成立。二极管是非线性元件，叠加性不适用于非线性电路（由实验数据二可知）。 实验五电压源、电流源及其电源等效变换 表5－1 电压源（恒压源）外特性数据 R2(Ω) 470 400 300 200 100 0 I (mA) 8.72 9.74 11.68 14.58 19.41 30.0 U (V) 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 表5－2 实际电压源外特性数据 R2(Ω) 470 400 300 200 100 0 I (mA) 8.12 8.99 10.62 12.97 16.66 24.1 U (V) 5.60 5.50 5.40 5.30 5.10 4.80 表5－3 理想电流源与实际电流源外特性数据 R2(Ω)470 400 300 200 100 0 R S=∞ 5.02 5.02 5.02 5.02 5.02 5.01 U (V) 2.42 2.06 1.58 1.053 0.526 0 R S=1KΩI (mA) 3.41 3.58 3.86 4.18 4.56 5.01 U (V) 1.684 1.504 1.215 0.877 0.478 0 3．研究电源等效变换的条件 自动控制系统实验报告 学号： 班级： 姓名: 老师： 一．运动控制系统实验 实验一.硬件电路的熟悉和控制原理复习巩固 实验目的：综合了解运动控制实验仪器机械结构、各部分硬件电路以及控制原理，复习巩固以前课堂知识，为下阶段实习打好基础。 实验内容：了解运动控制实验仪的几个基本电路： 单片机控制电路（键盘显示电路最小应用系统、步进电机控制电路、光槽位置检测电路） ISA运动接口卡原理（搞清楚译码电路原理和ISA总线原理） 步进电机驱动检测电路原理（高低压恒流斩波驱动电路原理、光槽位置检测电路）两轴运动十字工作台结构 步进电机驱动技术（掌握步进电机三相六拍、三相三拍驱动方法。） 微机接口技术、单片机原理及接口技术，数控轮廓插补原理，计算机高级语言硬件编程等知识。 实验结果： 步进电机驱动技术： 控制信号接口： （1）PUL：单脉冲控制方式时为脉冲控制信号，每当脉冲由低变高是电机走一步；双 脉冲控制方式时为正转脉冲信号。 （2）DIR：单脉冲控制方式时为方向控制信号，用于改变电机转向；双脉冲控制方式 时为反转脉冲信号。 （3）OPTO ：为PUL 、DIR 、ENA 的共阳极端口。 （4）ENA ：使能/禁止信号，高电平使能，低电平时驱动器不能工作，电机处于自由状 态。 电流设定： （1）工作电流设定： （2）静止电流设定： 静态电流可用SW4 拨码开关设定，off 表示静态电流设为动态电流的一半，on 表示静态电流与动态电流相同。一般用途中应将SW4 设成off ，使得电机和驱动器的发热减少，可靠性提高。脉冲串停止后约0.4 秒左右电流自动减至一半左右（实际值的60％），发热量理论上减至36％。 （3）细分设定： （4）步进电机的转速与脉冲频率的关系 电机转速v = 脉冲频率P * 电机固有步进角e / (360 * 细分数m) 逐点比较法的直线插补和圆弧插补： 一．直线插补原理： 如图所示的平面斜线AB ，以斜线起点A 的坐标为x0，y0，斜线AB 的终点坐标为(xe ，ye)，则此直线方程为： 00 00Y Ye X Xe Y Y X X --= -- 取判别函数F ＝(Y —Y0)(Xe —Xo)—(X-X0)(Ye —Y0) 电力系统自动控制装置 白太：刘万炮 1.AAT装置有哪两部分组成？各有什么作用？ 答：AAT装置由低压起动和自动合闸两部分组成。低压起动部分的作用是：当母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。自动合闸部分的作用是：在工作电源断路器断开后，将备用电源断路器投入。 2、简述AAT装置明备用和暗备用的含义。(掌握明备用和暗备用的典型一次接线图） 答：明备用是指两路电源变压器其中一台工作运行，而另一台备用。两台变压器的容量都是按计算负荷100％确定的。暗备用是指两台变压器都工作，两路电源变压器容量都是按计算负荷一、二级负荷确定，在供电系统中变压器容量占全部计算负荷的70％，而工业则是40%。 简而言之就是：系统正常运行时，备用电源不工作，称为明备用；系统正常运行时，备用电源同时投入运行的，称为暗备用，暗备用实际上是两个工作电源的互为备用。 备用电源自动投入装置：当线路或用电设备发生故障时，能够自动迅速、准确的把备用电源投入用电设备中或把设备切换到备用电源上，不至于让用户断电的一种装置，简称APD。 3、什么是重合闸前加速保护？什么是重合闸后加速保护？各具有什么优点？ 答：（1）.重合闸前加速：重合闸前加速保护方式一般用于具有几段串联的辐射形线路中，重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸，而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作。前加速的优点就是能快速切除故障，提高重合成功率，使用设备少，只需装设一套重合闸装置，经济性好。缺点是重合于永久性故障时切除时间可能过长，断路器动作次数较多，工作条件恶劣。主要适合35kV及以下线路。（2）.重合闸后加速：重合闸后加速是检定同期重合闸是当线路一侧专无压重合后，另一侧在两端的频率不超过属一定允许值的情况下才进行重合的。 4、双电源线路上采用自动重合闸装置时，需要考虑哪些特殊问题？为什么？ 答：（1）需要考虑故障点的断电时间问题。因为当线路发生故障时，线路两侧的继电保护可能以不同的时限跳开两侧断路器，这两种情况下只有两侧的断路器都跳开后，故障点才完全断电，所以重合闸应加较长的延时。 （2）同步问题。因为当线路发生故障，两侧断路器跳闸后，线路两侧电源之前电动势夹角摆开，甚至有可能失去同步，所以，后重合侧重合时应考虑是否允许非同步合闸和进行同步检定的问题。 5、什么是综合重合闸？综合重合闸装置能实现哪几种重合 实验一、常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。 2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。 1．信号发生器 信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。 操作要领： 1）按下电源开关。 2）根据需要选定一个波形输出开关按下。 3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗 调和细调旋钮，在频率显示屏上显示所需频率即可。 4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。 注意：信号发生器的输出端不允许短路。 2．交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。 操作要领： 1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到 适当位置。 2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标 度尺上的示数。 3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。 3．双踪示波器 示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。 操作要领： 1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。 2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。 3）示波器的显示方式示波器主要有单踪和双踪两种显示方式，属单踪显示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作单踪显示时，可选择“Y1”或“Y2”其中一个按钮 计算机控制原理实验报告 姓名：房甜甜 学号：130104010072 班级：计算机三班 指导教师：胡玉琦 完成时间：2015年10月11日 实验一 二阶系统闭环参数n ω和ξ对时域响应的影响 一、实验目的 1.研究二阶系统闭环参数 n ω和ξ对时域响应的影响 2.研究二阶系统不同阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 二、实验要求 1. 从help 菜单或其它方式，理解程序的每个语句和函数的含义； 2.分析ξ对时域响应的影响，观察典型二阶系统阻尼系数ξ在一般工程系统中的选择范围； 三、实验内容 1、如图1所示的典型二阶系统，其开环传递函数为) 2s(s G(S)2n n ξωω+=，其中，无阻尼自 然震荡角频率n ω=1，ξ为阻尼比，试绘制ξ分别为0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.9, 1.2, 1.5时，其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线（绘制在同一张图上）。 图1 典型二阶系统方框图 2、程序代码 wn=1; sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5];(1) num=wn*wn; t=linspace(0,20,200)';(2) for j=1:7(3) den=conv([1,0],[1,2*wn*sigma(j)]);(4) s1=tf(num,den);(5) sys=feedback(s1,1)(6); y(:,j)=step(sys,t);(7) end plot(t,y(:,1:7));(8) grid;(9) gtext('sigma=0');(10) gtext('sigma=0.2'); gtext('sigma=0.4'); ) 2s(s 2 n n ξωω+ R(s) C(s) 姓名 院专业班 年月日恒压过滤 实验内容指导教师 一、实验名称： 恒压过滤 二、实验目的： 1、熟悉板框过滤机的结构； 2、测定过滤常数K、q e、θe； 三、实验原理： 板框压滤是间歇操作。一个循环包括装机、压滤、饼洗涤、卸饼和清洗五个工序。板框机由多个单元组合而成，其中一个单元由滤板（·）、滤框（∶）、洗板（ ）和滤布组成，板框外形是方形，如图2-2-4-1所示，板面有内槽以便滤液和洗液畅流，每个板框均有四个圆孔，其中两对角的一组为过滤通道，另一组为洗涤通道。滤板和洗板又各自有专设的小通道。图中实线箭头为滤液流动线路，虚线箭头则为洗液流动路线。框的两面包以滤布作为滤面，滤浆由泵加压后从下面通道送入框内，滤液通过滤布集于对角上通道而排出，滤饼被截留在滤框内，如图2-2-4-2a）所示。过滤完毕若对滤饼进行洗涤则从另一通道通入洗液，另一对角通道排出洗液，如图2-2-4-2b）所示。 姓名 院专业班 年月日实验内容指导教师 图2-2-4-1 板框结构示意图 图2-2-4-2 过滤和洗涤时液体流动路线示意图 在过滤操作后期，滤饼即将充满滤框，滤液是通过滤饼厚度的一半及一层滤布而排出，洗涤时洗液是通过两层滤布和整个滤饼层而排出，若以单位时间、单位面积获得的液体量定义为过滤速率或洗涤速率，则可得洗涤速率约为最后过滤速率的 姓名 院 专业 班 年 月 日 实验内容 指导教师 四分之一。 恒压过滤时滤液体积与过滤时间、过滤面积之间的关系可用下式表示： )()(2 2e e KA V V θθ+=+ （1） 式中：V ——时间θ内所得滤液量[m 3] V e ——形成相当于滤布阻力的一层滤饼时获得的滤液量，又称虚拟滤液量[m 3] θ——过滤时间[s] θe ——获过滤液量V e 所需时间[s] A ——过滤面积[m 2] K ——过滤常数[m 2/s] 若令：q=V/A 及q e =V e /A ，代入式（1）整理得： )()(2 e e K q q θθ+=+ （2） 式中：q ——θ时间内单位面积上所得滤液量[m 3/m 2] q e ——虚拟滤液量[m 3/m 2] K 、q e 和θe 统称为过滤常数。 式（2）为待测的过滤方程，因是一个抛物线方程，不便于测定过滤常数。为 日光灯实验报告答案 篇一：日光灯实验报告 单相电路参数测量及功率因数的提高 实验目的 1．掌握单相功率表的使用。 2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。3．研究日光灯电路中电压、电 流相量之间的关系。4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。 实验原理 1．日光灯电路的组成日光灯电路是一个rl串联电路，由灯管、镇流器、起辉器组成，如图所示。由于 有感抗元件，功率因数较低，提高电路功率因数实验可以用日光灯电路来验证。图日光灯的组成电路灯管：内壁 涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，管内抽真空后充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。镇流器：是绕在硅钢片铁心上的电感线圈。它有两个作用，一是在起动过程中，起辉器 突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而放电。二 是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯 管的电流，故称为镇流器。实验时，可以认为镇流器是由一个等效电阻rl和一个电感l串联 组成。 起辉器：是一个充有氖气的玻璃泡，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双 金属片制成的u形动触片。动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受 热后，双金属片伸 张与静触片接触，冷却时又分开。所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动 开关作用。 2．日光灯点亮过程 电源刚接通时，灯管内尚未产生辉光放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在起辉器的二个触片上，起辉器的两触 片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流 过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。与此同时，由于起辉器中动、 静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。在断开瞬间镇流器感应出很 高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气 实验1 控制系统典型环节的模拟实验（一） 实验目的： 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。 实验原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。 实验内容及步骤 实验内容： 观测比例、惯性和积分环节的阶跃响应曲线。 实验步骤： 分别按比例，惯性和积分实验电路原理图连线，完成相关参数设置，运行。 ①按各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。(PID先不接) ②将模拟电路输入端(U i)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。 ④同理得积分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线。 实验数据 实验二控制系统典型环节的模拟实验（二） 实验目的 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。 实验仪器 1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 实验原理 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。 实验内容及步骤 内容： 观测PI，PD和PID环节的阶跃响应曲线。 步骤： 分别按PI，PD和PID实验电路原理图连线，完成相关参数设置，运行 ①按各典型环节的模拟电路图将线接好。 ②将模拟电路输入端(U i)与方波信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变参数，重新观测结果。 实验数据 实验结论及分析 电力系统自动装置原理实验报告 实验项目：发电机自动准同期装置实验 学院：电气工程学院 班级：电气工程及其自动化10~班 姓名： 学号： 实验一发电机自动准同期装置实验 一、实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、学会观察、分析有关实验波形。 二、实验基本原理 （一）控制发电机运行的三个主要自动装置 同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段： （1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速； （2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压； （3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行； （4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。 上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。 （二）准同期并列的基本原理 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。 准同期并列要满足以下四个条件： （1）发电机电压相序与系统电压相序相同； （2）发电机电压与并列点系统电压相等； （3）发电机的频率与系统的频率基本相等； （4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。 具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足， 一、实验目的 1.学习三相交流电路中三相负载的连接。 2.了解三相四线制中线的作用。 3.掌握三相电路功率的测量方法。 二、主要仪器设备 1.实验电路板 2.三相交流电源 3.交流电压表或万用表 4.交流电流表 5.功率表 6.单掷刀开关 7.电流插头、插座 三、实验内容 1.三相负载星形联结 按图3-2接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。 图3-2 三相负载星形联结 (1)测量三相四线制电源的线电压和相电压，记入表3-1(注意线电压和相电压的关系)。 U UV/V U VW/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V 219218220127127127 表3-1 (2)按表3-2内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。表中对称负载时为每相开亮三 测量值负载情况 相电压相电流中线电流中点电压U UN’/V U VN’/V U WN’/V I U/A I V/A I W/A I N/A U N’N/V 对称负载有中线1241241240 无中线1251251231 不对称有中线126125124 负载无中线1671437850 表3-2 2.三相负载三角形联结 按图3-3连线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，具体接法见图3-4所示。接好实验电路后，按表3-3内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表3-2中相同。 图3-3 三相负载三角形联结 图3-4 两瓦特表法测功率 测量值负载情况 线电流(A)相电流(A)负载电压(V)功率(W) I U I V I W I UV I VW I WU U UV U VW U WU P1P2 对称负载213212215-111-109不对称负载220217216 表3-3液面自动控制装置
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