热工自控实验一报告

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1、东南大学能源与环境学院实验报告课程名称：热工过程自动控制原理实验名称：院（系）：专业：姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：年月日评定成绩：审阅教师：10目录一．设计内容………………………………………………………3二．实验内容………………………………………………………3三．实验数据处理及分析…………………………………………4四．实验结论………………………………………………………9五．实验思考题……………………………………………………1010一、设计内容1、实验目的（1）熟悉THBDC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台及上

2、位机软件的使用；（2）熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟；（3）测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。2、实验设备（1）THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台；（2）PC机一台(含上位机软件)、数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、采接卡接口线；3、实验内容（1）设计并组建各典型环节的模拟电路；（2）测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响；4、实验原理自控系统是由比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析是十

3、分有益的。本实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图如图1-1所示。图中Z1和Z2表示由R、C构成的复数阻抗。二、实验内容1.比例（P）环节根据比例环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路。当ui为一单位阶跃信号时，用上位软件观测(选择“通道1-2”，其中通道AD1接电路的输出uO；通道AD2接电路的输入ui)并记录相应K值时的实验曲线，并与理论值进行比较。另外R2还可使用可变电位器，以实现比例系数为任意设定值。注：为了更好的观测实验曲线，实验时可适当调节软件上的分频系数(一般调至刻度2)和选择“”按钮(时基自动

4、)，以下实验相同。2.积分（I）环节根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路。当ui为一单位阶跃信号时，用上位机软件观测并记录相应T值时的输出响应曲线，并与理论值进行比较。注：当实验电路中有积分环节时，实验前一定要用锁零单元进行锁零，实验时要退去锁零。103.比例积分(PI)环节根据比例积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路。通过改变R2、R1、C的值可改变比例积分环节的放大系数K和积分时间常数T。当ui为一单位阶跃信号时，用上位软件观测并记录不同K及T值时的实验曲线，并与理论值进行比较

5、。4.比例微分(PD)环节根据比例微分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建其模拟电路。当ui为一单位阶跃信号时，用上位软件观测并记录不同K及T值时的实验曲线，并与理论值进行比较。注：本实验中的10uF电容需从实验台左面板“通用单元电路五”中连接。5.惯性环节根据惯性环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建其相应的模拟电路。通过改变R2、R1、C的值可改变惯性环节的放大系数K和时间常数T。当ui为一单位阶跃信号时，用上位软件观测并记录不同K及T值时的实验曲线，并与理论值进行比较。6.根据实验时存储的波形及记录的实验数据完成实验

6、报告。三、实验数据处理及分析1、各环节实验电路图及参数说明（1）比例（P）环节根据比例环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。若比例系数K=1时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K。若比例系数K=2时，电路中的参数取：R1=100K，R2=200K。（2）积分（I）环节根据积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。10若积分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R=100K，

7、C=10uF(T=RC=100K×10uF=1)；若积分时间常数T=0.1S时，电路中的参数取：R=100K，C=1uF(T=RC=100K×1uF=0.1)；（3）比例积分(PI)环节根据比例积分环节的方框图，选择实验台上的通用电路单元设计并组建相应的模拟电路，如下图所示。图中后一个单元为反相器，其中R0=200K。若取比例系数K=1、积分时间常数T=1S时，电路中的参数取：R1=100K，R2=100K，C=10uF(K=R2/R1=1,T=R1C=100K×10uF=1)；若取比例系数K=1、积分时间常数T=0.1S时，电路中的参数取：R1=

8、100K，R2=100K，C=1uF(K=R2/R1=1,T=R1C=100K×1uF=0.1S)。（4）比例微分(PD)