JD-ZK5+自控計算機控制實驗臺

 

自控計算機控制實驗臺是自控/計控二合一的教學(xué)實驗臺。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)。還可進行以微機為控制平臺的計算機控制技術(shù)實驗教學(xué)，做到一機多用。

 

圖片盡供參考

 

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，每路均有短路保護自動恢復(fù)功能。                                                  

 

2、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個字。

 

3、函數(shù)信號發(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，有開關(guān)切換，同時有數(shù)碼管顯示波形相關(guān)信息。正弦波信號頻率范圍0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ兩檔,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波形頻率范圍是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信號的幅值范圍-6V~+6V，幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。

 

4、數(shù)顯模塊：實驗機自帶信號測量和信號顯示模塊，可測量信號電壓（-5V～+5V）、頻率、溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。

 

4、階躍信號發(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。

 

6、2組采樣保持器：具有將連續(xù)信號離散后再由零階保持器輸出的功能。

 

7、外圍控制對象

 

1）步進電機（35BY48）轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角控制 。

 

2）直流電機（BY25）脈沖測速輸出及電壓測速輸出，實現(xiàn)電機的閉環(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℃）。

 

8、豐富的實驗單元電路：

 

1）運算模擬單元：提供8個OP07基本運放模擬單元（實驗用），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個運算放大器組成。另有擴展運放模擬單元，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個通道為0～+5v電壓輸入，2個通道為-5v～+5v電壓輸入。

 

5) 提供精密基準電壓+Vref和-Vref。

 

6) 定時和中斷單元：2組定時計數(shù)器和2路中斷源。

 

9、提供虛擬示波器：

 

1）2個通道模擬信號輸入：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），時域分析（弧度）顯示方式。

 

3）示波器的計算機控制顯示方式。

 

10、處理器采用Intel8088 CPU，方便計算機控制技術(shù)軟件編程；RS232總線接口與上位機通訊（可以USB接口通信），含有上位機總清復(fù)位和人工總清復(fù)位電路， 含有自動鎖零和人工鎖零功能。

 

11、實訓(xùn)桌體：采用符合人體工學(xué)的平斜面設(shè)計，工藝上采用優(yōu)質(zhì)工業(yè)鋁型材3030，封板采用鋁塑板，下面帶3個柜子，優(yōu)質(zhì)鉸鏈，鋁合金把手，帶4個可鎖式腳輪便于移動。外形參考尺寸1200mm×680mm×1200mm。

 

12、學(xué)生凳：每張實驗桌配置1張實驗凳，凳面是進口PP注塑成型，顏色灰白色，凳腳中管直徑50mm，管壁厚度1.2mm，圓管，裝飾套為ABS注塑成型。

 

二、實驗項目

 

自動控制實驗

 

1、線性系統(tǒng)的時域分析：

 

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 時域法串聯(lián)比例微分校正；

 

③ 時域法比例反饋校正 ；

 

④ 時域法微分反饋校正；

 

2)線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋及極點配置 。

 

5、采樣控制系統(tǒng)分析

 

6、模擬直流電機閉環(huán)調(diào)速實驗

 

7、模擬溫度閉環(huán)控制實驗

 

計算機控制技術(shù)實驗

 

1、數(shù)/模轉(zhuǎn)換實驗

 

2、模/數(shù)轉(zhuǎn)換實驗

 

3、采樣與保持：

 

1）采樣實驗；

 

2）采樣/保持器實驗；

 

3）采樣/保持控制系統(tǒng)分析舉例。

 

4、平滑與數(shù)字濾波實驗 ：

 

1）微分與平滑 ；

 

2）數(shù)字濾波 。

 

5、數(shù)字PID控制實驗：

 

1）標準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；

 

3）最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計舉例。

 

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；

 

2）多變量解耦控制設(shè)計。

 

9、微機控制的二次開發(fā)

 

控制系統(tǒng)實驗

 

1、直流電機閉環(huán)調(diào)速實驗

 

2、溫度PID閉環(huán)控制實驗

 

3、步進電機調(diào)速實驗

 

4、模擬/數(shù)字混合溫度閉環(huán)控制實驗