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LH-ZK5自控、计控原理实验系统

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  本实验箱是自控/计控二合一的教学实验系统。它采用模块式结构,可构造出 型式和阶次的模拟环节和控制系统。还可进行以微机为控制平台的计算机控制技术实验教学,做到一机多用。


一、系统组成 
1、核心系统:采用8088微处理器,方便计算机控制技术软件编程;RS232总线接口与上位机通讯(可以USB接口通信),含有上位机总清复位和人工总清复位电路, 含有自动锁零和人工锁零功能。
2、函数发生器实验机自带测量/显示模块 
可测量电压(-5V~+5V)、频率、温度、转速。
3、阶跃信号发生器由手控阶跃发生(0/+5v、-5v/+5v),幅度控制(电位器),非线性输出组成。运算模拟单元:提供8个OP07基本运放模拟单元(实验用),每单元的输入回路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容,反馈回路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容,和1个运算放大器组成。另有2个扩展运放模拟单元,其中一个可实现运算放大器调零实验。构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节,PID环节和典型的二阶、三阶系统等。
4提供阻容元件库:22K、330K电位器,2组0-999.9K直读式可变电阻,多组电容。
51组D/A输出:电压0~5V 或–5V~+5V。
64路A/D输入:其中有2个通道为0~+5v电压输入,2个通道为-5v~+5v电压输入。
72组采样保持器及单稳单元电路
8自带电源:5V +12V –12V供电;提供精密基准电压+Vref和-Vref。
9提供虚拟示波器
1)2个通道模拟信号输入:可测量相平面显示,频域对数幅频、相频曲线,幅相曲线等。
2)示波器的时域显示方式:示波器的相平面显示(X-Y)方式;示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示(伯德图),幅相特性显示方式(奈奎斯特图),时域分析(弧度)显示方式。
3)示波器的计算机控制显示方式。
10外围控制对象
1)步进电机(35BY48)转速、转角控制 。
2)直流电机(BY25)脉冲测速输出及电压测速输出。  
3)温度模块可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热,热敏电阻测温(0℃~76.5℃)。
11外设接口输入/输出模块:6路开关量输入和8路开关量输出、1路温控接口(铂电阻PT100)、5个预留测孔。
12支持二次开发:除模拟运算单元、函数发生器外,本实验机的8253定时器、8259中断控制器、模数转换器,数模转换器地址也开放给用户。
13、机箱:采用铝木合金材料,参考尺寸:480×360×100mm。


二、实验项目 
自动控制实验 
1、线性系统的时域分析:1)典型环节的模拟研究 ;2)二阶系统瞬态响应和稳定性;3)三阶系统的瞬态响应和稳定性。 
2、线性控制系统的频域分析(伯德图、奈氏图):1)惯性环节的频率特性曲线;2)二阶闭环系统的频率特性曲线;3)二阶开环系统的频率特性曲线 ;4)  频率特性的时域分析。 
3、非线性系统的相平面分析:1)典型非线性环节;2)二阶非线性控制系统:3)三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正;① 频域法串联超前校正;② 时域法串联比例微分校正;③ 时域法比例反馈校正 ;④ 时域法微分反馈校正;2)线性系统的状态反馈及极点配置 。
5、采样控制系统分析
6、模拟直流电机闭环调速实验
7、模拟温度闭环控制实验


计算机控制技术实验 
1、数/模转换实验
2、模/数转换实验
3、采样与保持:1)采样实验;2)采样/保持器实验;3)采样/保持控制系统分析举例。 
4、平滑与数字滤波实验 :1)微分与平滑 ;2)数字滤波 。
5、数字PID控制实验:1)标准PID控制算法,2)积分分离PID控制算法:3)非线性PID控制算法;4)积分分离--砰砰复式PID控制算法
6、少拍控制系统 :1)少拍有纹波系统;2)少拍无纹波设计;3)少拍控制系统设计举例。 
7、大林算法:1)有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ;2)有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除;3)无振铃现象的大林算法。 
8、多变量解耦控制:1)多变量解耦控制设计;2)多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次开发


控制系统实验 
1、直流电机闭环调速实验
2、温度闭环控制实验
3、步进电机调速实验
4、模拟/数字混合温度闭环控制实验


实验室配置方案               

序号

名称

单位

数量

备注

1

实验箱

每实验小组一台

必配

2

PC个人电脑

每实验小组一台

必配

3

慢扫描示波器

按经费情况配置

选配

4

信号源

按经费情况配置

选配

5

数字示波器

按经费情况配置

选配


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