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2021年5月4日

自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱,自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)儀

SB-ATC1自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱

自控原理實(shí)驗(yàn)箱,自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱,自動(dòng)控制原理學(xué)習(xí)是自動(dòng)化、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、電氣技術(shù)、精密儀器等專業(yè)教學(xué)中的基礎(chǔ)課程。系統(tǒng)提供集成操作軟件,通過(guò)虛擬PC示波器功能可實(shí)時(shí)、清晰的觀察控制系統(tǒng)的各項(xiàng)靜、動(dòng)態(tài)特性,方便了對(duì)模擬控制系統(tǒng)特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進(jìn)行溫度控制實(shí)驗(yàn),加上系統(tǒng)配置的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等控制對(duì)象,可開(kāi)設(shè)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)還可擴(kuò)展支持如線性系統(tǒng)、控制、系統(tǒng)辨識(shí)及計(jì)算機(jī)控制等現(xiàn)代控制理論的模擬實(shí)驗(yàn)研究。

自控原理實(shí)驗(yàn)箱具有很強(qiáng)的開(kāi)放性能、擴(kuò)展性能;運(yùn)算模擬單元的運(yùn)放八個(gè),每個(gè)運(yùn)算模擬單元內(nèi)都有實(shí)驗(yàn)所需的電阻、電容等元件,可以通過(guò)短路塊和導(dǎo)線靈活方便的對(duì)實(shí)驗(yàn)單元電路的組合,可構(gòu)造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng);從運(yùn)算模擬單元獨(dú)立出來(lái)的可變電阻器組單元檔位連續(xù),調(diào)節(jié)精度高,接線靈活多變,充分滿足于自控原理及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。

 

一、自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱功能特點(diǎn):

1.高性能的嵌入式控制計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)采用Intel 8088作為系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī),Intel 8088INTEL公司推出的16位處理器,是面向嵌入式工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的,其與許多常用接口如8259、8253、串口等芯片配合使用,并可擴(kuò)展程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,滿足于復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制和應(yīng)用的要求。從而使計(jì)算機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以達(dá)到更高的水平。

2.開(kāi)放式的控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中具有各種典型信號(hào)源(階躍信號(hào)、方波信號(hào)、斜波信號(hào)、拋物波信號(hào)、正弦波信號(hào))、模擬對(duì)象(八組運(yùn)放單元)、實(shí)際對(duì)象(步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、溫度控制)等單元。各單元之間的電路連接、單元內(nèi)的元件選擇都可以多種方式來(lái)操作,從而提高了實(shí)驗(yàn)效率。系統(tǒng)允許用戶根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來(lái)自行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并支持大型的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。

3.先進(jìn)的虛擬儀器功能

系統(tǒng)提供了一組先進(jìn)的虛擬儀器功能,為用戶創(chuàng)造了集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路構(gòu)造、系統(tǒng)調(diào)試和測(cè)試分析諸功能一體化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,具有很高的性價(jià)比和教學(xué)效果。其主要性能指標(biāo)如下:

(1) 雙蹤超低頻數(shù)字存儲(chǔ)示波器:具有實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示、波形回放、游標(biāo)測(cè)   量、波形存貯等功能。

(2) 頻率特性分析儀:可顯示系統(tǒng)各頻率點(diǎn)的時(shí)域相應(yīng)波形并進(jìn)行分析,以半自動(dòng)掃頻測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量完畢后即可產(chǎn)生極坐標(biāo)圖和波特圖,由此顯示出系統(tǒng)的頻率特性,同時(shí)還具有圖形保存功能。

(3) X_Y測(cè)量:將兩路測(cè)量信號(hào)以X_Y坐標(biāo)的形式顯示,具有波形刷新和波形存貯功能,可應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)特性研究。

4.源語(yǔ)言級(jí)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)為嵌入式控制計(jì)算機(jī)配有高度可視化的源語(yǔ)言級(jí)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,集控制程序開(kāi)發(fā)、調(diào)試和實(shí)驗(yàn)測(cè)量分析于一體,支持匯編源語(yǔ)言級(jí)的編程和調(diào)試。

5.新型控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

系統(tǒng)所支持的控制實(shí)驗(yàn)是按照二十一世紀(jì)新自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制教學(xué)體系和內(nèi)容來(lái)配備的,其內(nèi)容由淺入深,層次分明。

自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)方面,系統(tǒng)提供了包括線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及系統(tǒng)校正和設(shè)計(jì)等方法的實(shí)驗(yàn)研究,也提供了關(guān)于線性離散系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容;另外對(duì)于現(xiàn)代控制理論的教學(xué),提供了狀態(tài)空間分析實(shí)驗(yàn)。

系統(tǒng)提供的計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括:過(guò)程通道和數(shù)據(jù)采集處理、系統(tǒng)的數(shù)字程序控制、數(shù)字PID閉環(huán)控制、數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計(jì)方法的實(shí)驗(yàn)研究,從而可使學(xué)生對(duì)新型智能控制算法有所了解和掌握。

在控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方面,系統(tǒng)提供了直流電機(jī)(快速)和溫度控制(慢速)兩種實(shí)驗(yàn)對(duì)象,以構(gòu)成不同的閉環(huán)系統(tǒng),從而可選擇不同的控制策略或控制參數(shù),以得到好的實(shí)時(shí)控制效果。

二、自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成

1)系統(tǒng)由各單元電路、8088CPU控制單元和PC機(jī)進(jìn)行通訊的串口構(gòu)成;

2)信號(hào)源發(fā)生單元電路:正弦波、方波、斜波及拋物波,信號(hào)周期在2毫秒至30秒之間可調(diào);

3)采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路;

4)運(yùn)算模擬單元電路;

5)非線性單元電路;

6)狀態(tài)指示燈單元;

7D/A0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元電路;

8A/D0809/數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路;

9)單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元;

10)電位器單元;

11)-5V電源發(fā)生單元;

12)驅(qū)動(dòng)單元;

13)電機(jī)單元;

14)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)模塊單元;

15)信號(hào)測(cè)量單元: 采用PC軟件實(shí)現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。

16)特殊運(yùn)算環(huán)節(jié)單元;

17)可變電阻器組單元;

18)微型溫度控制單元;

三、電源參數(shù)

1、輸入電壓:220V ±10%

2、輸出電壓/電流:+5V/2A+l2V/0.2A,-l2V/0.2A

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

(一)自動(dòng)控制原理 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、典型環(huán)節(jié)的模擬研究

2、典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性

3、系統(tǒng)校正

4、控制系統(tǒng)的頻率特性

5、典型非線性環(huán)節(jié)

6、非線性系統(tǒng)(一)

7、非線性系統(tǒng)(二)

8、采樣系統(tǒng)分析

9、采樣控制系統(tǒng)的校正

10、態(tài)反饋(極點(diǎn)配置)

(二)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

1A/D,D/A轉(zhuǎn)換

2、采樣保持器

3、數(shù)字濾波

4、積分分離式PID控制

5、最小拍有紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

6、最小拍無(wú)紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

7、大林算法控制

8、非線性控制

9、解耦控制

10、綜合控制實(shí)驗(yàn)

(三)控制系統(tǒng)應(yīng)用

1.直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

2.溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

3.步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

 

 

SB-ZK5自控計(jì)控原理實(shí)驗(yàn)箱

自控計(jì)控原理實(shí)驗(yàn)箱是自控/計(jì)控二合一的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。它采用模塊式結(jié)構(gòu),可構(gòu)造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)。還可進(jìn)行以微機(jī)為控制平臺(tái)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué),做到一機(jī)多用。

一、系統(tǒng)組成

1、電源:輸入單相三線~220V±10%  50Hz。輸出直流5V/2A、±12V/0.5A 電源,均有接反和短路保護(hù)功能。

2、核心系統(tǒng):采用8088微處理器,方便計(jì)算機(jī)控制技術(shù)軟件編程;RS232總線接口與上位機(jī)通訊(可以USB接口通信),含有上位機(jī)總清復(fù)位和人工總清復(fù)位電路, 含有自動(dòng)鎖零和人工鎖零功能。

3、函數(shù)發(fā)生器:實(shí)驗(yàn)機(jī)自帶信號(hào)測(cè)量和信號(hào)顯示模塊

可測(cè)量信號(hào)電壓(-5V+5V)、頻率、溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。

4、階躍信號(hào)發(fā)生器:由手控階躍發(fā)生(0/+5v-5v/+5v),幅度控制(電位器),非線性輸出組。

5、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器:能輸出正弦波、斜波、方波、矩型波、繼電特性、飽和特性、死區(qū)特性和間隙特性,有開(kāi)關(guān)切換,同時(shí)有數(shù)碼管顯示波形相關(guān)信息。正弦波信號(hào)頻率范圍0.1HZ~2HZ0.8HZ~50HZ兩檔,分辨率是0.1HZ1HZ,其他波形頻率范圍是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信號(hào)的幅值范圍-6V~+6V,幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。

6、運(yùn)算模擬單元:提供8個(gè)OP07基本運(yùn)放模擬單元(實(shí)驗(yàn)用),每單元的輸入回路有60.5%精度電阻、或 5%精度電容,反饋回路有70.5%精度電阻、或5%精度電容,和1個(gè)運(yùn)算放大器組成。另有擴(kuò)展運(yùn)放模擬單元,其一可調(diào)零放大器,構(gòu)成比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、比例微分環(huán)節(jié),PID環(huán)節(jié)和典型的二階、三階系統(tǒng)等;其二校正網(wǎng)絡(luò)庫(kù),可構(gòu)成各種校正環(huán)節(jié);其三是2組整形模塊。

7、提供阻容元件庫(kù):250K、500K電位器,20-999.9K直讀式可變電阻,多組電容。

8、1D/A輸出:電壓05V -5V+5V

9、4A/D輸入:其中有2個(gè)通道為0+5v電壓輸入,2個(gè)通道為-5v+5v電壓輸入。

102組采樣保持器及單穩(wěn)單元電路。

11、提供精密基準(zhǔn)電壓+Vref-Vref。

12、定時(shí)和中斷單元:2組定時(shí)計(jì)數(shù)器和2路中斷源。

9、提供虛擬示波器:

12個(gè)通道模擬信號(hào)輸入:可測(cè)量相平面顯示,頻域?qū)?shù)幅頻、相頻曲線,幅相曲線等。

2)示波器的時(shí)域顯示方式:示波器的相平面顯示(X-Y)方式;示波器的頻率特性顯示方式有對(duì)數(shù)幅頻特性顯示、對(duì)數(shù)相頻特性顯示(伯德圖),幅相特性顯示方式(奈奎斯特圖),時(shí)域分析(弧度)顯示方式。

3)示波器的計(jì)算機(jī)控制顯示方式。

10、外圍控制對(duì)象

1)步進(jìn)電機(jī)(35BY48)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角控制。

2)直流電機(jī)(BY25)脈沖測(cè)速輸出及電壓測(cè)速輸出。 

3)溫度模塊可調(diào)脈沖寬度輸入控制及電壓輸入控制加熱,熱敏電阻測(cè)溫(0℃76.5℃)。

11、支持二次開(kāi)發(fā):除模擬運(yùn)算單元、函數(shù)發(fā)生器外,本實(shí)驗(yàn)機(jī)的8253定時(shí)器、8259中斷控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器,數(shù)模轉(zhuǎn)換器地址也開(kāi)放給用戶。

12、機(jī)箱:堅(jiān)固型鋁合金框架,厚實(shí)的 ABS 塑料包角,參考外形尺寸 480×360×120mm。

二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)

1、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析:

1)典型環(huán)節(jié)的模擬研究 ;

2)二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性;

3)三階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。

2、線性控制系統(tǒng)的頻域分析(伯德圖、奈氏圖):

1)慣性環(huán)節(jié)的頻率特性曲線;

2)二階閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線;

3)二階開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線 ;

4  頻率特性的時(shí)域分析。

3、非線性系統(tǒng)的相平面分析:

1)典型非線性環(huán)節(jié);

2)二階非線性控制系統(tǒng):

3)三階非線性控制系統(tǒng)。

4、線性系統(tǒng)的校正與狀態(tài)反饋:1)線性系統(tǒng)的校正;

① 頻域法串聯(lián)超前校正;

② 時(shí)域法串聯(lián)比例微分校正;

③ 時(shí)域法比例反饋校正 ;

④ 時(shí)域法微分反饋校正;

2)線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋及極點(diǎn)配置

5、采樣控制系統(tǒng)分析

6、模擬直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

7、模擬溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)

1、數(shù)/模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

2、模/數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

3、采樣與保持:

1)采樣實(shí)驗(yàn);

2)采樣/保持器實(shí)驗(yàn);

3)采樣/保持控制系統(tǒng)分析舉例。

4、平滑與數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn) :

1)微分與平滑 ;

2)數(shù)字濾波 。

5、數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn):

1)標(biāo)準(zhǔn)PID控制算法,

2)積分分離PID控制算法:

3)非線性PID控制算法;

4)積分分離--砰砰復(fù)式PID控制算法

6、最少拍控制系統(tǒng) :

1)最少拍有紋波系統(tǒng);

2)最少拍無(wú)紋波設(shè)計(jì);

3)最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例。

7、大林算法:

1)有明顯振鈴現(xiàn)象的大林算法及振鈴消除 ;

2)有微弱振鈴現(xiàn)象的大林算法及振鈴消除;

3)無(wú)振鈴現(xiàn)象的大林算法。

8、多變量解耦控制:

1)多變量解耦控制設(shè)計(jì);

2)多變量解耦控制設(shè)計(jì)。

9、微機(jī)控制的二次開(kāi)發(fā)

控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

2、溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

3、步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

4、模擬/數(shù)字混合溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

四、實(shí)驗(yàn)箱配置

序號(hào)

名稱

說(shuō)明

數(shù)量

1

SB-ZK5主機(jī)箱

含機(jī)箱、工作電源、常用信號(hào)源、實(shí)驗(yàn)電路區(qū)等

1臺(tái)

2

交流電源線

1.5m

 

1

3

2號(hào)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線

40cm

25

4

串口通信線(23直通)

1.5m

1

5

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

 

2

附:使用本實(shí)驗(yàn)箱需配套儀器儀表:電腦、萬(wàn)用表和示波器(可以選配,實(shí)驗(yàn)箱上自帶示波器)。

 

自控原理及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱

新型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)箱

計(jì)算機(jī)組成原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱

A865微機(jī)原理與單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱 

微機(jī)控制與仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室 

嵌入式實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 

數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱,設(shè)計(jì)型(基礎(chǔ)型) 

數(shù)字邏輯測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 

綜合型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)  

DSP實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 

超強(qiáng)型計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)箱 

高頻電路實(shí)驗(yàn)箱 

單片機(jī)、微機(jī)原理及接口技術(shù)二合一實(shí)驗(yàn)箱 

自控/計(jì)控原理實(shí)驗(yàn)箱 

自控原理與計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱 

超強(qiáng)型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)箱

八位、十六位計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)箱 

數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 

新型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 

數(shù)字模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 

模數(shù)電二合一試驗(yàn)箱 

電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 

電路原理實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 

模擬電路技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字電路技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱、電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 

電路分析實(shí)驗(yàn)箱、電路原理實(shí)驗(yàn)箱 

運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、CPTH超強(qiáng)型計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)儀 

通信原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案

通信與信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)箱

通信系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 

通信技術(shù),電氣工程實(shí)訓(xùn) 

信號(hào)與系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)箱 

移動(dòng)通信系統(tǒng)、通信原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 

程控交換綜合實(shí)驗(yàn)箱

光纖通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

光纖通信綜合實(shí)驗(yàn)箱

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