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YUY-ZK5自控/計(jì)控原理實(shí)驗(yàn)箱

本實(shí)驗(yàn)箱是自控/計(jì)控二合一的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。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/2A、±12V/0.5A電源,均有接反和短路保護(hù)功能。
2、核心系統(tǒng):采用8088微處理器,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。
3、函數(shù)發(fā)生器: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),非線性輸出組。
5、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。
6、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。
7、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。
8、1組D/A輸出:電壓0~5V或–5V~+5V。
9、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。
10、2組采樣保持器及單穩(wěn)單元電路。
提供精密基準(zhǔn)電壓+Vref和-Vref。
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,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(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、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。
3)溫度模塊可調(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℃)。
11、支持二次開發(fā):除模擬運(yùn)算單元、函數(shù)發(fā)生器外,本實(shí)驗(yàn)機(jī)的8253定時(shí)器、8259中斷控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器,數(shù)模轉(zhuǎn)換器地址也開放給用戶。
12、機(jī)箱:堅(jiān)固型鋁合金框架,厚實(shí)的ABS塑料包角,參考外形尺寸480×360×120mm。
二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
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)
四、實(shí)驗(yàn)箱配置
序號(hào) 名稱 說明 數(shù)量
1 YUY-ZK5主機(jī)箱 含機(jī)箱、工作電源、常用信號(hào)源、實(shí)驗(yàn)電路區(qū)等 1臺(tái)
2 交流電源線 1.5m
 
1根
3 2號(hào)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線 40cm 25根
4 串口通信線(2、3直通) 1.5m 1根
5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書   2本
附:使用本實(shí)驗(yàn)箱需配套儀器儀表:電腦、萬用表和示波器(可以選配,實(shí)驗(yàn)箱上自帶建議示波器)。
 


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