自控/計控原理實驗箱

自控/計控原理實驗箱

產(chǎn)品概述

自控/計控原理實驗箱是一款專為自動控制與計算機控制原理課程設(shè)計的綜合實訓(xùn)平臺，集硬件模擬與軟件編程于一體，支持高校相關(guān)專業(yè)的實驗教學(xué)。該系統(tǒng)以8088微處理器為核心，結(jié)合RS232/USB通信接口，提供豐富的模擬單元和外圍對象，適用于線性系統(tǒng)分析、非線性控制、采樣系統(tǒng)研究等多樣化實驗。自控/計控原理實驗箱通過模塊化設(shè)計，實現(xiàn)從基礎(chǔ)理論到高級應(yīng)用的全面覆蓋，幫助學(xué)生深化對自控和計控原理的理解，提升實踐能力。以下詳細介紹自控/計控原理實驗箱的系統(tǒng)組成和實驗項目。

一、系統(tǒng)組成

自控/計控原理實驗箱的系統(tǒng)組成全面，涵蓋核心處理、信號生成、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及外圍控制等模塊。核心系統(tǒng)采用8088微處理器，支持計算機控制技術(shù)編程，配備RS232總線接口（可切換USB通信），集成上位機復(fù)位和人工復(fù)位電路，以及自動/手動鎖零功能，確保自控/計控原理實驗箱的穩(wěn)定性和易用性。

函數(shù)發(fā)生器模塊可測量電壓（-5V～+5V）、頻率、溫度和轉(zhuǎn)速，提供實時信號顯示。階躍信號發(fā)生器支持手控階躍輸出（0/+5v、-5v/+5v），帶幅度調(diào)節(jié)和非線性功能。運算模擬單元包括8個OP07基本運放單元，每單元配備高精度電阻電容網(wǎng)絡(luò)，支持比例、慣性、積分、微分和PID環(huán)節(jié)模擬，另有擴展單元用于調(diào)零實驗。阻容元件庫提供多組電位器和可變電阻，便于電路搭建。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分包括1路D/A輸出（0～5V或–5V～+5V）和4路A/D輸入（覆蓋0～+5v和-5v～+5v），配合采樣保持器及單穩(wěn)電路，增強自控/計控原理實驗箱的信號處理能力。系統(tǒng)自帶電源（5V、+12V、–12V）和基準電壓，保障供電安全。虛擬示波器功能支持雙通道模擬輸入，可顯示相平面、伯德圖、奈奎斯特圖等，并通過計算機控制。

外圍控制對象包括步進電機（35BY48）和直流電機（BY25），用于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角控制及測速；溫度模塊支持脈沖寬度和電壓控制加熱，測溫范圍0℃～76.5℃。外設(shè)接口提供6路開關(guān)量輸入、8路開關(guān)量輸出、溫控接口及預(yù)留測孔。自控/計控原理實驗箱還支持二次開發(fā)，開放8253定時器、8259中斷控制器等地址。機箱采用鋁木合金，尺寸480×360×100mm，耐用便攜。

二、實驗項目

自控/計控原理實驗箱的實驗項目豐富，分為自動控制實驗和計算機控制技術(shù)實驗兩大類，全面覆蓋核心知識點。在自動控制實驗中，線性系統(tǒng)時域分析包括典型環(huán)節(jié)模擬、二階/三階系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性研究；頻域分析通過伯德圖和奈氏圖，探究慣性環(huán)節(jié)、閉環(huán)/開環(huán)系統(tǒng)頻率特性；非線性系統(tǒng)部分涉及相平面分析，如典型非線性環(huán)節(jié)和二階/三階控制系統(tǒng)。此外，線性系統(tǒng)校正與狀態(tài)反饋實驗包括頻域串聯(lián)校正、時域反饋校正及極點配置；采樣控制系統(tǒng)分析和模擬直流電機/溫度閉環(huán)控制實驗，強化自控/計控原理實驗箱的應(yīng)用性。

計算機控制技術(shù)實驗部分，數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換實驗為基礎(chǔ)，采樣與保持模塊涵蓋采樣實驗、保持器應(yīng)用及控制系統(tǒng)分析；平滑與數(shù)字濾波實驗包括微分平滑和濾波算法；數(shù)字PID控制實驗探索標準PID、積分分離PID及非線性PID算法；最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計涉及有紋波/無紋波系統(tǒng)；大林算法實驗分析振鈴現(xiàn)象及消除；多變量解耦控制和解耦設(shè)計提升高級技能；微機二次開發(fā)支持創(chuàng)新擴展?？刂葡到y(tǒng)實驗還包含直流電機調(diào)速、溫度閉環(huán)控制、步進電機調(diào)速及混合溫度控制，體現(xiàn)自控/計控原理實驗箱的綜合性。