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HL-JKZ自动控制计算机控制原理实验箱

自动控制计算机控制原理实验箱是自控 /计控二合一的教学实验系统。它采用模块式结构，可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。还可进行以微机为控制平台的计算机控制技术实验教学，做到一机多用。

一、系统组成
1、电源：输入单相三线～ 220V±10%  50Hz 。输出直流 5V/2A 、 ±12V/0.5A 电源，均有接反和短路保护功能。
2、核心系统：采用 8088 微处理器，方便计算机控制技术软件编程； RS232 总线接口与上位机通讯（可以 USB 接口通信），含有上位机总清复位和人工总清复位电路， 含有自动锁零和人工锁零功能。
3、函数发生器：实验机自带信号测量和信号显示模块
可测量信号电压（ -5V～+5V）、频率、温度、转速等参数。
4、阶跃信号发生器：由手控阶跃发生（ 0/+5v 、 -5v/+5v ），幅度控制（电位器），非线性输出组。
5、函数信号发生器：能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性，有开关切换，同时有数码管显示波形相关信息。正弦波信号频率范围 0.1HZ~2HZ 和 0.8HZ~50HZ 两档 , 分辨率是 0.1HZ 和 1HZ, 其他波形频率范围是 0.1HZ~250HZ, 分辨率是 0.1HZ 。波形信号的幅值范围 -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、运算模拟单元：提供 8 个 OP07 基本运放模拟单元（实验用），每单元的输入回路有 6 组 0.5% 精度电阻、或 5% 精度电容，反馈回路有 7 组 0.5% 精度电阻、或 5% 精度电容，和 1 个运算放大器组成。另有扩展运放模拟单元，其一可调零放大器，构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节， PID 环节和典型的二阶、三阶系统等；其二校正网络库，可构成各种校正环节；其三是 2 组整形模块。
7、提供阻容元件库： 250K 、 500K 电位器， 2 组 0-999.9K 直读式可变电阻，多组电容。
8、 1 组 D/A 输出 : 电压 0 ～ 5V 或 –5V ～ +5V 。
9、 4 路 A/D 输入 : 其中有 2 个通道为 0 ～ +5v 电压输入， 2 个通道为 -5v ～ +5v 电压输入。
10、 2 组采样保持器及单稳单元电路。
11、提供精密基准电压 +Vref 和 -Vref 。
12、定时和中断单元： 2 组定时计数器和 2 路中断源。
9、提供虚拟示波器：
1） 2 个通道模拟信号输入：可测量相平面显示，频域对数幅频、相频曲线，幅相曲线等。
2）示波器的时域显示方式：示波器的相平面显示（ X-Y ）方式；示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示（伯德图），幅相特性显示方式（奈奎斯特图），时域分析（弧度）显示方式。
3）示波器的计算机控制显示方式。
10、外围控制对象
1）步进电机（ 35BY48 ）转速、转角控制 。
2）直流电机（ BY25 ）脉冲测速输出及电压测速输出。
3）温度模块可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热，热敏电阻测温（ 0℃ ～ 76.5℃ ）。
11、支持二次开发：除模拟运算单元、函数发生器外，本实验机的 8253 定时器、 8259 中断控制器、模数转换器，数模转换器地址也开放给用户。
12、机箱：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 480×360×120mm 。
二、实验项目
自动控制实验
1、线性系统的时域分析：
1.1典型环节的模拟研究 ；
1.2二阶系统瞬态响应和稳定性 ;
1.3三阶系统的瞬态响应和稳定性。
2、线性控制系统的频域分析（伯德图、奈氏图）：
2.1惯性环节的频率特性曲线；
2.2二阶闭环系统的频率特性曲线；
2.3二阶开环系统的频率特性曲线 ；
2.4 频率特性的时域分析。
3、非线性系统的相平面分析：
3.1典型非线性环节；
3.2二阶非线性控制系统：
3.3三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈 :
4.1线性系统的校正；
4.11 频域法串联超前校正；
4.22 时域法串联比例微分校正；
4.23 时域法比例反馈校正 ；
4.24 时域法微分反馈校正；
4.2线性系统的状态反馈及极点配置 。
5、采样控制系统分析
6、模拟直流电机闭环调速实验
7、模拟温度闭环控制实验
计算机控制技术实验
1、数 / 模转换实验
2、模 / 数转换实验
3、采样与保持：
1）采样实验；
2）采样 / 保持器实验；
3）采样 / 保持控制系统分析举例。
4、平滑与数字滤波实验 ：
1）微分与平滑 ；
2）数字滤波 。
5、数字 PID 控制实验：
1）标准 PID 控制算法，
2）积分分离 PID 控制算法：
3）非线性 PID 控制算法；
4）积分分离 -- 砰砰复式 PID 控制算法
6、最少拍控制系统 ：
1）最少拍有纹波系统；
2）最少拍无纹波设计；
3）最少拍控制系统设计举例。
7、大林算法：
1）有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ；
2）有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除；
3）无振铃现象的大林算法。
8、多变量解耦控制：
1）多变量解耦控制设计；
2）多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次开发
控制系统实验
1、直流电机闭环调速实验
2、温度闭环控制实验
3、步进电机调速实验
4、模拟 / 数字混合温度闭环控制实验
四、实验箱配置

附：使用本实验箱需配套仪器仪表：电脑、万用表和示波器（可以选配，实验箱上自带示波器）。