《机械控制工程基础》课程实验

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1、《机械控制工程基础》课程实验11ACCT-IV自动控制理论及计算机控制技术实验箱1111实验一：直流电机转速控制实验实验学时：2实验类型：综合型实验要求：必修一、实验目的1．通过对小型直流电机转速进行控制，加深对负反馈概念的理解。2．了解PID校正元件在闭环控制系统中的作用。3．加深对阶跃输入信号、系统阶跃响应、超调量、调节时间、稳态误差的理解。二、实验仪器与设备1．ACCT-IV自动控制理论及计算机控制技术实验箱2．数字万用表三、实验原理及主要知识点直流电机调速系统结构框图如图所示：：阶跃输入信号，对应期望转速。PID：校正元件。驱动单元：起功率放大作用。直流电机：被控对象，其转速为被控量

2、。转速测量电路：起反馈元件（检测元件）的作用，将直流电机转速（非电量）转换成电压信号进行反馈，从而构成闭环控制系统。四、实验步骤直流电机转速控制实验电路如图所示：111．将实验箱上U1单元电源开关扳到OFF位置。2．利用实验箱上的U9、U15、U11单元搭接上述电路，U9、U15、U11运放单元的信号G接-15V（必须接），接U1单元的+5V，1兆欧电阻、10K电阻和1微法电容在U4单元。可调电阻顺时针转动阻值增大，U9单元的RP1、RP2可调电阻逆时针旋至电阻最小，U11单元的可调电阻RP1逆时针旋至电阻最小。3．经指导教师检查接线无误后，将实验箱上U1单元电源开关扳到ON位置，观察小型直

3、流电机的运转情况。4．用数字万用表长时间测量U9单元运放的输出电压，该电压对应负反馈控制系统中的误差信号。当数字万用表显示正值时，表示实际转速低于期望转速。用手指轻轻拨动直流电机风扇，对直流电机施加干扰，注意观察直流电机转速和上述误差信号的变化情况。五、实验结果与分析1．注意观察直流电机转速和相应误差信号的变化情况。六、实验思考题及实验报告要求1．在实验报告的“实验简要原理”部分画出直流电机调速系统的方框图。2．在实验报告的“实验结果”部分绘制实验电路图，并对所观察到的实验现象进行描述。实验二：温度控制实验实验学时：211实验类型：综合型实验要求：必修一、实验目的1．通过对加温室的温度进行控

4、制，加深对负反馈概念的理解。2．了解PID校正元件在闭环控制系统中所起的作用。3．加深对阶跃输入信号、系统阶跃响应、超调量、调节时间、稳态误差的理解。二、实验仪器与设备1．ACCT-IV自动控制理论及计算机控制技术实验箱2．数字万用表三、实验原理及主要知识点加温室温控系统结构框图如图所示：：阶跃输入信号，对应期望温度。PID：校正元件。脉宽调制：起功率放大作用。加温室：作为被控对象，其温度为被控量。温度变送器：起反馈元件（检测元件）的作用，将加温室温度（非电量）转换成电压信号进行反馈，从而构成闭环控制系统。四、实验步骤加温室温度控制实验电路如图所示：111．将实验箱上U1单元的电源开关扳到O

5、FF状态。2．利用实验箱上的U9、U15、U11单元搭接上述电路，U9、U15、U11运放单元的信号G接-15V（必须接），接U1单元的+5V，1兆欧电阻、10K电阻和1微法电容在U4单元。可调电阻顺时针转动阻值增大，U9单元的RP1、RP2可调电阻逆时针旋至电阻最小，U11单元的可调电阻RP1逆时针旋至电阻最小。3．经指导教师检查接线无误后，将实验箱上U1单元的电源开关扳到ON状态，用手感觉加温室的加热情况。4．用数字万用表长时间测量U9单元运放的输出电压，该电压对应负反馈控制系统中的误差信号。当数字万用表显示正值时，表示实际温度低于期望温度。轻轻对加温室扇风，对加温室施加干扰，观察上述误

6、差信号的变化情况。五、实验结果与分析1．观察加温室的温度变化情况。六、实验思考题及实验报告要求1．在实验报告的“实验简要原理”部分画出加温室温度控制系统方框图。2．在实验报告的“实验结果”部分画出实验电路，并对所观察到的实验现象进行描述。实验三：典型环节（或系统）的频率特性测量实验学时：211实验类型：验证型实验要求：必修一、实验目的1．加深对频率特性定义、幅频特性、相频特性基本概念的理解。2．学习和掌握测量典型环节（或系统）频率特性的方法。二、实验仪器与设备1．ACCT-IV自动控制理论及计算机控制技术实验箱2．计算机三、实验原理及主要知识点惯性环节的传递函数为其频率响应、幅相频率特性曲线

7、、波特图如下图所示：频率响应幅相频率特性曲线11波特图四、实验步骤惯性环节（一阶系统）实验电路如图所示：1．将实验箱上U1单元的电源开关扳到OFF状态。2．利用实验箱上的U9、U15单元搭接上述电路，U9、U15单元的信号G接-15V（必须接）。U9单元的输入信号接U3单元的，U15单元的输出信号接U3单元的I1，此外需要将U3单元的连接到U3单元的I2。可调电阻顺时针转动阻值增大，U9单元的RP1、U15单