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計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái),計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)
2020-06-15 09:39
DBJ-18B 計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)
計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)是自控/計(jì)控二合一的教學(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(xiàn)～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、交/直流數(shù)字電壓表
(1)直流數(shù)字電壓表：測(cè)量范圍0～20V，分200mV、2V、20V三檔，直鍵開(kāi)關(guān)切換，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)。
(2)數(shù)字式真有效交流毫伏表：測(cè)量范圍0～20V，分200mV、2V、20V三檔，直鍵開(kāi)關(guān)切換，三位半數(shù)顯，頻帶范圍10Hz～1MHz,測(cè)量精度0.5%±2個(gè)字。
3、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~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(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。
4、數(shù)顯模塊：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(xiàn)性輸出組。
6、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。
7、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，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(cè)溫（0℃～76.5℃）。
8、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(kù)，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(kù)：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。
9、提供虛擬示波器：
1）2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(xiàn)，幅相曲線(xiàn)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、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(xiàn)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。
11、實(shí)訓(xùn)桌體：采用符合人體工學(xué)的平斜面設(shè)計(jì)，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(gè)柜子，優(yōu)質(zhì)鉸鏈，鋁合金把手，帶4個(gè)可鎖式腳輪便于移動(dòng)。外形參考尺寸1200mm×680mm×1200mm。
12、學(xué)生凳：每張實(shí)驗(yàn)桌配置1張實(shí)驗(yàn)凳，凳面是進(jìn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)
1、線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)；2）二階閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線(xiàn)；3）二階開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線(xiàn) ；4）頻率特性的時(shí)域分析。
3、非線(xiàn)性系統(tǒng)的相平面分析：1）典型非線(xiàn)性環(huán)節(jié)；2）二階非線(xiàn)性控制系統(tǒng)：3）三階非線(xiàn)性控制系統(tǒng)。
4、線(xiàn)性系統(tǒng)的校正與狀態(tài)反饋:1)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(chēng) | 說(shuō)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(xiàn) | 1.5m | 1根 |
| 4 | 2號(hào)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn) | 40cm | 25根 |
| 5 | 串口通信線(xiàn)（2、3直通） | 1.5m | 1根 |
| 6 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) | 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(hù)要求 | 1張 |