机电基础实验指导书2012

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1、机电基础实验指导书机械与电子工程系实验教学中心陕西科技大学机电工程学院2012年7月103目录控制工程实验实验一控制系统典型环节的模拟3实验二一阶系统的时域响应及参数测定8实验三二阶系统的瞬态响应分析10实验四三阶系统的瞬态响应及稳定性分析13实验五PID控制器的动态特性16实验六自动控制系统的动态校正19电气控制与PLC实验实验七三相异步电动机正反转PLC控制24实验八三相异步电动机星/三角转换PLC控制25实验九液体混合装置控制的模拟27实验十十字路口交通灯控制的模拟29实验十一十字路口交通灯人机界面设计31微机原理实验实验12KeilC51集成开发环境的使用练习51实验13基于Ke

2、ilC51集成开发环境的仿真与调试53实验14单片机I/O口控制实验55实验15定时器输出PWM实验60实验16外部中断65实验17定时器/计数器68实验18综合设计实验——交通灯控制系统71测试技术实验实验19金属电阻应变片和电桥电路实验78实验20电涡流式传感器的静态标定80实验21差动变面积式电容传感器实验81实验22光纤位移传感器的静态实验82实验23霍耳式传感器的特性实验84实验24压电式传感器动态响应及振动测试实验86实验25应变片、电桥电路及其应用——电子称实验88液压传动实验实验26液压系统中工作压力形成的原理91实验27液压系统中工作压力形成的原理92实验28节流调速阀

3、回路性能实验96综合实验实验29A/D转换103实验30D/A转换实验与小直流电机控制实验105103实验一控制系统典型环节的模拟一、实验目的1）、熟悉超低频扫描示波器的使用方法2）、掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路3）、测量典型环节的阶跃响应曲线4）、通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响二、实验仪器1）、控制理论电子模拟实验箱一台2）、超低频慢扫描示波器一台3）、万用表一只三、实验原理以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图1-1所示。图中Z1和Z2为复数阻抗，它们都是由R、C构成。基于图中A点的电位为虚地，略去流入运放

4、的电流，则由图1-1得：由上式可求得由下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。1)、比例环节比例环节的模拟电路如图1-2所示：图1-1、运放的反馈连接图1-2比例环节1032）、惯性环节取参考值R1=100K，R2=100K，C=1uF图1-3、惯性环节3）、积分环节取参考值R=200K，C=1uF图1-4、积分环节4）、比例微分环节（PD），其接线图如图及阶跃响应如图1-5所示。参考值R1=200K，R2=410K，C=0.1uF103图1-5比例微分环节5）、比例积分环节，其接线图单位阶跃响应如图1-6所示。参考值R1=100KR2=200KC=0.1uF图1-6比例积

5、分环节6）、振荡环节，其原理框图、接线图及单位阶跃响应分别如下所示。图1-7振荡环节原理框图图1-8振荡环节接线图103图1-8为振荡环节的模拟线路图，它是由惯性环节，积分环节和一个反相器组成。根据它们的传递函数，可以画出图1-7所示的方框图，图中欲使图1-8为振荡环节，须调整参数K和T1，使0

6、S和G2(S)=1/（0.5S）3）、比例微分环节G1(S)=2+S和G2(S)=1+2S4）、惯性环节G1(S)=1/(S+1)和G2(S)=1/(0.5S+1)5）、比例积分环节（PI）G（S）=1+1/S和G（S）=2（1+1/2S）五、注意事项1）、输入的单位阶跃信号取自实验箱中的函数信号发生器。2）、电子电路中的电阻取千欧，电容为微法。六、实验报告要求1）、画出六种典型环节的实验电路图，并注明相应的参数。2）、画出各典型环节的单位阶跃响应波形，并分析参数对响应曲线的影响。3）、写出实验心得与体会。七、实验思考题1）、用运放模拟典型环节时，其传递函数是在哪两个假设条件下近似导出的

7、？1032）、积分环节和惯性环节主要差别是什么?在什么条件下,惯性环节可以近似地视为积分环节?在什么条件下，又可以视为比例环节？3）、如何根据阶跃响应的波形，确定积分环节和惯性环节的时间常数？103实验二一阶系统的时域响应及参数测定一、实验目的1）、观察一阶系统在单位阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应。2）、根据一阶系统的单位阶跃响应曲线确定一阶系统的时间常数。二、实验仪器1）、控制理论电子模拟实验箱一台。2）、双踪低频慢扫描示波器