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自控计控原理实验箱

简要描述:

自控计控原理实验箱是自控/计控二合一的教学实验系统。它采用模块式结构,可构造出各种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。

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YUY-ZK5自控计控原理实验箱

自控计控原理实验箱是自控/计控二合一的教学实验系统。它采用模块式结构,可构造出各种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、电源:输入单相三线~220V±10%  50Hz。输出直流5V/2A±12V/0.5A 电源,均有接反和短路保护功能。

2、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。

3、函数发生器:实验机自带信号测量和信号显示模块

可测量信号电压(-5V+5V)、频率、温度、转速等参数。

4、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。

5、函数信号发生器:能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性,有开关切换,同时有数码管显示波形相关信息。正弦波信号频率范围0.1HZ~2HZ0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ1HZ,其他波形频率范围是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信号的幅值范围-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、运算模拟单元:提供8OP07基本运放模拟单元(实验用),每单元的输入回路有60.5%精度电阻、或 5%精度电容,反馈回路有70.5%精度电阻、或5%精度电容,和1个运算放大器组成。另有扩展运放模拟单元,其一可调零放大器,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;其二校正网络库,可构成各种校正环节;其三是2组整形模块。

7、提供阻容元件库:250K500K电位器,20-999.9K直读式可变电阻,多组电容。

81D/A输出:电压05V -5V+5V

94A/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。

102组采样保持器及单稳单元电路。

11、提供精密基准电压+Vref-Vref

12、定时和中断单元:2组定时计数器和2路中断源。

9、提供虚拟示波器:

12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(076.5)。

11、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。

12、机箱:坚固型铝合金框架,厚实的 ABS 塑料包角,参考外形尺寸 480×360×120mm

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;

频域法串联超前校正;

时域法串联比例微分校正;

时域法比例反馈校正

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、最少拍控制系统

1)最少拍有纹波系统;

2)最少拍无纹波设计;

3)最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

四、实验箱配置

序号

名称

说明

数量

1

YUY-ZK5主机箱

含机箱、工作电源、常用信号源、实验电路区等

1

2

交流电源线

1.5m

 

1

3

2号实验导线

40cm

25

4

串口通信线(2、3直通)

1.5m

1

5

实验指导书

 

2

附:使用本实验箱需配套仪器仪表:电脑、万用表和示波器(可以选配,实验箱上自带示波器)。

 

 

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