SBXZK-021信號(hào)與系統(tǒng)控制理論實(shí)驗(yàn)裝置
信號(hào)與系統(tǒng)控制理論實(shí)驗(yàn)裝置是自控/計(jì)控和型號(hào)系統(tǒng)二合一的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。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/0.5A、±15V/0.5A、+24V/0.5A共五路,每路均有短路保護(hù)自動(dòng)恢復(fù)功能。
2、電路模塊化設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)單元均以模塊來劃分,實(shí)驗(yàn)名稱與模塊名相對應(yīng)。模塊內(nèi)的電路在相應(yīng)的位置畫出,使實(shí)驗(yàn)者一目了然。
3、交/直流數(shù)字電壓表
(1)直流數(shù)字電壓表:測量范圍0~20V,分200mV、2V、20V三檔,直鍵開關(guān)切換,三位半數(shù)顯,精度0.5級。
(2)數(shù)字式真有效交流毫伏表:測量范圍0~20V,分200mV、2V、20V三檔,直鍵開關(guān)切換,三位半數(shù)顯,頻帶范圍10Hz~1MHz,測量精度0.5%±2個(gè)字。
4、DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器:
(1) 頻率、幅度數(shù)字電位器連續(xù)可調(diào),無頻段選擇鍵和衰減鍵。
(2) 輸出頻率:0.00001Hz~2MHz,幅度分辨率0.1V;帶30W功率輸出模塊。
(3) 信號(hào)類型: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,有開關(guān)切換,同時(shí)有數(shù)碼管顯示波形相關(guān)信息。
(4) 可調(diào)參數(shù):占空比調(diào)節(jié)、衰減可調(diào)節(jié)、-100%~+100%的直流偏置調(diào)節(jié)、相位差可調(diào)、頻率可調(diào)、幅度可調(diào)等;
(5)具有頻率測量(0~100MHz)、周期測量、正負(fù)脈寬測量、占空比測量和計(jì)數(shù)功能;
5、數(shù)顯模塊:實(shí)驗(yàn)機(jī)自帶信號(hào)測量和信號(hào)顯示模塊,可測量信號(hào)電壓(-5V~+5V)、頻率、溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。
6、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。
7、2組采樣保持器:具有將連續(xù)信號(hào)離散后再由零階保持器輸出的功能。
8、外圍控制對象
1)步進(jìn)電機(jī)(35BY48)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角控制。
2)直流電機(jī)脈沖測速輸出及電壓測速輸出,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制。
3)溫度PID控制模塊,可調(diào)脈沖寬度輸入控制及電壓輸入控制加熱,熱敏電阻測溫(0℃~76.5℃)。
9、豐富的實(shí)驗(yàn)單元電路:
1)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6組0.5%精度電阻、或 5%精度電容,反饋回路有7組0.5%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,可構(gòu)成各種校正環(huán)節(jié);其三是2組整形模塊。
2)提供阻容元件庫:250K、500K電位器,2組0-999.9K直讀式可變電阻,多組電容。
3)1組D/A輸出:電壓0~5V 或-5V~+5V。
4) 4路A/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。
5) 提供精密基準(zhǔn)電壓+Vref和-Vref。
6) 定時(shí)和中斷單元:2組定時(shí)計(jì)數(shù)器和2路中斷源。
10、提供虛擬示波器:
1)2個(gè)通道模擬信號(hào)輸入:可測量相平面顯示,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數(shù)幅頻特性顯示、對數(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。
11、中央處理器采用Intel8088 CPU,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。
12、實(shí)訓(xùn)桌體:采用符合人體工學(xué)的平斜面設(shè)計(jì),采用優(yōu)質(zhì)工業(yè)鋁型材4040框架,封板采用鋁塑板,下面帶1個(gè)柜子,帶4個(gè)可鎖式腳輪便于移動(dòng)。外形參考尺寸1600mm×680mm×1300mm。
13、實(shí)驗(yàn)用電智能安全調(diào)控裝置(購10臺(tái)以上配1套)
1、特點(diǎn)
當(dāng)智能控制系統(tǒng)檢測到有漏電或觸電情景出現(xiàn)時(shí),智能控制系統(tǒng)在0.1秒斷開連接,保證人身和財(cái)產(chǎn)安全;智能控制系統(tǒng)本身有故障指示燈,用戶可根據(jù)智能控制系統(tǒng)故障指示燈顯示判斷出當(dāng)前故障狀態(tài),便于處理;智能控制系統(tǒng)有掛鎖功能,需要檢修時(shí),在掛鎖位置上鎖,★防止他人上電,檢修更安全。可以采集現(xiàn)場輸出型裝置數(shù)據(jù),通過多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端,實(shí)現(xiàn)本地設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2、功能
基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng),可進(jìn)行用電數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、分析、查詢等。運(yùn)用前端數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將實(shí)時(shí)的用電數(shù)據(jù)展示在平臺(tái)上,并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢功能;運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測用電設(shè)備和線路運(yùn)行狀況,對異常狀況及時(shí)告警,從而預(yù)防電氣火災(zāi);運(yùn)用用電系統(tǒng)故障定位技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并精準(zhǔn)定位用電故障點(diǎn),自動(dòng)生成故障報(bào)告,協(xié)助用戶第一時(shí)間修復(fù)用電系統(tǒng)故障;運(yùn)用電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)實(shí)時(shí)分析和評估電能質(zhì)量問題,并提供定制化的治理方案,協(xié)助用戶獲得優(yōu)質(zhì)電能;運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和行業(yè)數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計(jì)、分析并挖掘基礎(chǔ)的用電數(shù)據(jù),基于數(shù)據(jù)發(fā)掘節(jié)能潛力,從而提供能效優(yōu)化方案。滿足用電管理系統(tǒng)可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的智慧用電模塊需求。
3、基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室安全用電智能控制系統(tǒng)由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機(jī)組成,技術(shù)參數(shù)分別為:
(1)執(zhí)行裝置技術(shù)參數(shù)
(1)極數(shù):3P+N
(2)脫扣特性:C(5-10)In D(10-14)In
(3)額定電流:In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A
(4)額定電壓:Ue AC 230V/400V
(5)額定頻率f:50Hz
(6)額定短路分?jǐn)嗄芰Γ?span lang="EN-US">Icu10kA
(7)殼架等級額定電流:Inm63A
(8)缺相保護(hù):設(shè)備防燒毀保護(hù)模式
(9)漏電保護(hù):元器件損壞保護(hù)模式
(10)過載保護(hù):電流過大防燒毀模式
(11)短路保護(hù):碰線防燒毀模式
(12)掛鎖保護(hù):便于維修安全
(13)過溫保護(hù):可監(jiān)測線路溫度
(14)過欠壓保護(hù):防止造成人身事故和機(jī)械設(shè)備損壞
(15)漏電或觸電時(shí)0.1秒斷開
(16)故障指示燈,便于查看工作狀態(tài)
★(17)掛鎖功能,檢修更方便
(2)網(wǎng)機(jī)技術(shù)參數(shù)
(1)內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片
(2)外置8M無源晶振
(3)采用SP3485作為485通信芯片
(4)485防浪涌保護(hù)
(5)標(biāo)準(zhǔn)RS485接口,可直接串口設(shè)備
(6)智能型數(shù)據(jù)終端,便捷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能
★(7)提供強(qiáng)大的中心管理軟件,方便設(shè)備管理
★(8)提供便捷的軟件升級和固件更新服務(wù)
★(9)提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份,方便查看歷史數(shù)據(jù)
(10)尺寸:89mm*67.5mm*20.5mm
(11)重量:70g
(12)電源:AC220V
(13)功耗:1.5W
(14)工作溫度:-25℃ - +70℃
(15)工作濕度:95%
(16)WiFi版最大下行傳輸速率:64kbps
(17)WiFi版最大上行傳輸速率:32kbps
提供有效、權(quán)威的證明文件,佐證該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。
二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
1、基本運(yùn)算單元實(shí)驗(yàn)
2、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
3、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)
4、有源、無源濾波器實(shí)驗(yàn)
5、抽樣定理與信號(hào)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)
6、一階電路的暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
7、二階電路傳輸特性實(shí)驗(yàn)、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示實(shí)驗(yàn)、二階電路的暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
8、二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬實(shí)驗(yàn)
9、矩形脈沖信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn)和矩形脈沖信號(hào)的合成實(shí)驗(yàn)
10、諧波幅度對波形合成的影響實(shí)驗(yàn)
11、AM調(diào)制與解調(diào)
12、FDM頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)
13、信號(hào)的無失真?zhèn)鬏?/span>
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PID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)
三、實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置
序號(hào) |
名稱 |
說明 |
數(shù)量 |
1 |
實(shí)驗(yàn)臺(tái)體 |
全鋁合金3030型材組成,參考尺寸1200mm×680mm×1200mm |
1 |
2 |
實(shí)驗(yàn)主機(jī) |
含箱體、工作電源、常用信號(hào)源、實(shí)驗(yàn)電路等 |
1臺(tái) |
3 |
交流電源線 |
1.5m |
1根 |
4 |
2號(hào)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線 |
40cm |
25根 |
5 |
串口通信線(2、3直通) |
1.5m |
1根 |
6 |
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 |
|
2本 |
7 |
學(xué)生凳 |
凳面是進(jìn)口ABS注塑成型,凳腳中管直徑50mm,管壁厚度1.2mm |
1張 |
8 |
教師桌 |
根據(jù)用戶要求 |
1張 |