自控原理與計算機控制實驗系統

2021-10-18 19:50:18 字數 2751 閱讀 5445

zn-08e自控原理與計算機控制實驗系統

一、概況

自動控制原理學習是自動化、自動控制、電子技術、電氣技術、精密儀器等專業教學中的基礎課程。系統提供整合操作軟體,通過虛擬pc示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統的各項靜、動態特性,方便了對模擬控制系統特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進行溫度控制實驗,加上系統配置的直流電機、步進電機等控制物件,可開設控制系統課程的實驗。該系統還可擴充套件支援如線性系統、優控制、系統辨識及計算機控制等現代控制理論的模擬實驗研究。

二、功能特點:

1.高效能的嵌入式控制計算機

系統採用intel 8088作為系統的控制計算機,intel 8088是intel公司推出的16位處理器,是面向嵌入式工業應用而設計、開發的,其與許多常用介面如8259、8253、串列埠等晶元配合使用,並可擴充套件程式和資料儲存器,滿足於複雜的計算機控制和應用的要求。從而使計算機控制的實驗教學可以達到更高的水平。

2.開放式的控制實驗平台

實驗平台中具有各種典型訊號源(階躍訊號、方波訊號、斜波訊號、拋物波訊號、正弦波訊號)、模擬物件(八組運放單元)、實際物件(步進電機、直流電機、溫度控制)等單元。各單元之間的電路連線、單元內的元件選擇都可以多種方式來操作,從而極大地提高了實驗效率。系統允許使用者根據教學內容來自行設計、開發相應的實驗專案,並支援大型的課程設計和畢業設計。

3.先進的虛擬儀器功能

系統提供了一組先進的虛擬儀器功能,為使用者創造了集控制系統設計、電路構造、系統除錯和測試分析諸功能一體化的實驗環境,具有很高的價效比和極佳的教學效果。其主要效能指標如下:

(1)雙蹤超低頻數字儲存示波器:具有實時測量和顯示、波形回放、游標測 量、波形存貯等功能。

(2) 頻率特性分析儀:可顯示系統各頻率點的時域相應波形並進行分析,以半自動掃頻測量方式進行測量,測量完畢後即可產生極座標圖和波特圖,由此顯示出系統的頻率特性,同時還具有圖形儲存功能。

(3) x_y測量:將兩路測量訊號以x_y座標的形式顯示,具有波形重新整理和波形存貯功能,可應用於非線性系統的實驗特性研究。

4.源語言級整合開發環境

系統為嵌入式控制計算機配有高度視覺化的源語言級整合開發環境,集控制程式開發、除錯和實驗測量分析於一體,支援彙編源語言級的程式設計和除錯。

5.新型控制實驗教學內容

系統所支援的控制實驗是按照二十一世紀新自動控制和計算機控制教學體系和內容來配備的,其內容由淺入深,層次分明。

自動控制原理實驗方面,系統提供了包括線性控制系統的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及系統校正和設計等方法的實驗研究,也提供了關於線性離散系統、非線性控制系統的實驗研究內容;另外對於現代控制理論的教學,提供了狀態空間分析實驗。

系統提供的計算機控制實驗內容主要包括:過程通道和資料採集處理、系統的數字程式控制、數字pid閉環控制、數字調節器直接設計方法的實驗研究,從而可使學生對新型智慧型控制演算法有所了解和掌握。在控制系統應用實驗方面,系統提供了直流電機(快速)和溫度控制(慢速)兩種實驗物件,以構成不同的閉環系統,從而可選擇不同的控制策略或控制引數,以得到*好的實時控制效果。

三、系統構成

(1)系統由各單元電路、8088cpu控制單元和pc機進行通訊的串列埠構成;

(2)訊號源發生單元電路:正弦波、方波、斜波及拋物波,訊號週期在2毫秒至30秒之間可調;

(3)取樣保恃器及單穩單元電路;

(4)運算模擬單元電路;

(5)非線性單元電路;

(6)狀態指示燈單元;

(7)d/a0832數/模轉換單元電路;

(8)a/d0809模/數轉換單元電路;

(9)單節拍脈衝發生單元;

(10)電位器單元;

(11)-5v電源發生單元;

(12)驅動單元;

(13)電機單元;

(14)直流電機、步進電機模組單元;

(15)訊號測量單元: 採用pc軟體實現雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。

(16)特殊運算環節單元;

(17)可變電阻器組單元;

(18)微型溫度控制單元;

四、電源引數

1、輸入電壓:220v ±10%

2、輸出電壓/電流:+5v/2a,+l2v/0.2a,-l2v/0.2a

實驗專案

(一)自動控制原理 實驗專案

1、典型環節的模擬研究

2、典型系統瞬態響應和穩定性

3、系統校正

4、控制系統的頻率特性

5、典型非線性環節

6、非線性系統(一)

7、非線性系統(二)

8、取樣系統分析

9、取樣控制系統的校正

10、態反饋(極點配置)

(二)計算機控制技術

1、a/d,d/a轉換

2、取樣保持器

3、數字濾波

4、積分分離式pid控制

5、小拍有紋波系統實驗

6、小拍無紋波系統實驗

7、大林演算法控制

8、非線性控制

9、解耦控制

10、綜合控制實驗

(三)控制系統應用

1.直流電機閉環調速實驗

2.溫度閉環控制實驗

3.步進電機調速實驗

什麼是計算機控制系統

計算機控制系統 computer control system,簡稱ccs 是應用計算機參與控制並借助一些輔助部件與被控物件相聯絡,以獲得一定控制目的而構成的系統。這裡的計算機通常指數字計算機,可以有各種規模,如從微型到大型的通用或專用計算機。輔助部件主要指輸入輸出介面 檢測裝置和執行裝置等。與被控...

訊號與系統控制理論計算機控制技術

訊號與系統課程是電子電氣類專業本科生的專業基礎主幹課程。它以訊號和系統兩者為研究物件,從訊號和系統的分析,一直到訊號通過系統後的響應,利用各種數學工具,從時域和頻域兩大部分研究lti系統 線性時不變系統 時域部分主要利用了卷積,輸入訊號的時域函式與系統的衝激響應時域函式卷積可以得到輸出訊號的時域函式...

《計算機控制技術》 教學大綱

計算機控制技術 教學大綱 課程名稱 計算機介面與控制技術 課程編號 課程學時 64 課程學分 4 適用專業 電子資訊工程 工業自動化 電子工程 課程性質 學位課 先修課程 模擬數位電路 微控制器原理及接 術 電工電子技術等 大綱執筆人 殷群 一 課程目的與要求 工業控制是計算機的乙個重要應用領域,計...