一、概況
自動控制原理學(xué)習(xí)是自動化、自動控制、電子技術(shù)、電氣技術(shù)、精密儀器等專業(yè)教學(xué)中的基礎(chǔ)課程。系統(tǒng)提供集成自控計控綜合儀表模塊、操作軟件，通過虛擬PC示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統(tǒng)的各項靜、動態(tài)特性，方便了對模擬控制系統(tǒng)特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進(jìn)行溫度控制實驗，加上系統(tǒng)配置的直流電機、步進(jìn)電機等控制對象，可開設(shè)控制系統(tǒng)課程的實驗。該系統(tǒng)還可擴(kuò)展支持如線性系統(tǒng)、最優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識及計算機控制等現(xiàn)代控制理論的模擬實驗研究。
二、實驗平臺內(nèi)置自控計控綜合儀表模塊.
1.一體化系統(tǒng)，平臺標(biāo)配10.1寸電容式多點觸摸IPS屏幕的自控計控綜合儀表模塊。
2.內(nèi)置2個以上攝像頭，核心采用4核心突發(fā)頻率1.83G以上，采用接口速度高達(dá)每秒400MBytes，eMMC高速存儲器。
3.綜合儀表模塊采用USB2.0通訊接口，最高實時采樣率50M，最高輸入±50V，支持雙通道采集，全中文操作界面，軟件操作簡單明了，數(shù)據(jù)分析功能強大。
4.支持 72 小時上位機無紙記錄儀功能。
5.8 位~13 位垂直分辨率，自帶 PWM 輸出。
6.支持過程緩存錄制存檔和回放,支持波形圖片導(dǎo)入與實時波形對比參考。
7.支持 500 幀數(shù)據(jù)緩存和分段存儲。
8.支持 RS232, RS485, RS422, I²C 和 CAN, SPI ,Lin 解碼，支持波形自動邊沿 / 極值點測量。
9.支持頻譜分析，UI 特性曲線測繪和頻率響應(yīng)曲線測繪。
10.集成 Pass/Fail 檢測功能，測量量歷史變化趨勢統(tǒng)計和直方圖分析功能。
11.支持采集卡模式，可自己設(shè)置采樣率和存儲長度，也可以設(shè)置單次采集和循環(huán)采集。
三、開放式的控制實驗平臺
1.實驗平臺中具有各種典型信號源（階躍信號、方波信號、斜波信號、拋物波信號、正弦波信號）、模擬對象（八組運放單元）、實際對象（步進(jìn)電機、直流電機、溫度控制）等單元。各單元之間的電路連接、單元內(nèi)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(tǒng)允許用戶根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來自行設(shè)計、開發(fā)相應(yīng)的實驗項目，并支持大型的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。
2.自動控制原理實驗方面，系統(tǒng)提供了包括線性控制系統(tǒng)的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及系統(tǒng)校正和設(shè)計等方法的實驗研究，也提供了關(guān)于線性離散系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)的實驗研究內(nèi)容；另外對于現(xiàn)代控制理論的教學(xué)，提供了狀態(tài)空間分析實驗。
3.系統(tǒng)提供的計算機控制實驗內(nèi)容主要包括：過程通道和數(shù)據(jù)采集處理、系統(tǒng)的數(shù)字程序控制、數(shù)字PID閉環(huán)控制、數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計方法的實驗研究，從而可使學(xué)生對新型智能控制算法有所了解和掌握。
4.在控制系統(tǒng)應(yīng)用實驗方面，系統(tǒng)提供了直流電機(快速)和溫度控制(慢速)兩種實驗對象，以構(gòu)成不同的閉環(huán)系統(tǒng)，從而可選擇不同的控制策略或控制參數(shù)，以得到最好的實時控制效果。
5.源語言級集成開發(fā)環(huán)境 ，系統(tǒng)為嵌入式控制計算機配有高度可視化的源語言級集成開發(fā)環(huán)境，集控制程序開發(fā)、調(diào)試和實驗測量分析于一體，支持匯編源語言級的編程和調(diào)試。
四、系統(tǒng)構(gòu)成
1.自控計控綜合儀表模塊.
2.DICE系統(tǒng)由各單元電路、8088CPU控制單元和PC機進(jìn)行通訊的串口構(gòu)成；
3.信號源發(fā)生單元電路：正弦波、方波、斜波及拋物波，信號周期在2毫秒至30秒之間可調(diào)；
4.采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路；
5.運算模擬單元電路；
6.非線性單元電路；
7.狀態(tài)指示燈單元；
8.D/A0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元電路；
9.A/D0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路；
10.單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元；
11.電位器單元；
12.－5V電源發(fā)生單元；
13.驅(qū)動單元；
14.電機單元；
15.直流電機、步進(jìn)電機模塊單元；
16.信號測量單元： 采用PC軟件實現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。
17.特殊運算環(huán)節(jié)單元；
18.可變電阻器組單元；
19.微型溫度控制單元；
五、電源參數(shù)
1.輸入電壓：220V ±10%
2.輸出電壓/電流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A
六、實驗平臺采用復(fù)合材料的箱式結(jié)構(gòu)：
1.箱體采用優(yōu)質(zhì)鋁合金框架+鋁合金包邊+鐵護(hù)角+ABS密度板+優(yōu)雅黑美式大手把。
2.上下蓋安裝加固強勁支撐合頁，兩邊增加兩個支撐鉸鏈曲手，開合度設(shè)置為95度，提供一個完美的操作和顯示視角。
3.所有合金包角采用柳釘來加固保護(hù)，內(nèi)部鋪設(shè)黑色PU面料，箱子美觀，堅固，不易變形。
4.箱體箱底安裝耐磨墊和保護(hù)腳，正面安裝雙安全卡扣鎖。
七、實驗項目
（一）自動控制原理 實驗項目
1.典型環(huán)節(jié)的模擬研究
2.典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性
3.系統(tǒng)校正
4.控制系統(tǒng)的頻率特性
5.典型非線性環(huán)節(jié)
6.非線性系統(tǒng)（一）
7.非線性系統(tǒng)（二）
8.采樣系統(tǒng)分析
9.采樣控制系統(tǒng)的校正
10.態(tài)反饋（極點配置）
（二）計算機控制技術(shù)
11.A/D，D/A轉(zhuǎn)換
12.采樣保持器
13.數(shù)字濾波
14.積分分離式PID控制
15.最小拍有紋波系統(tǒng)實驗
16.最小拍無紋波系統(tǒng)實驗
17.大林算法控制
18.非線性控制
19.解耦控制
20.綜合控制實驗
（三）控制系統(tǒng)應(yīng)用
21.直流電機閉環(huán)調(diào)速實驗
22.溫度閉環(huán)控制實驗
23.步進(jìn)電機調(diào)速實驗
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