labact-3a教师用实验指导书(自控上册2009-1)new

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1、第三章自动控制原理实验目录第一章LabACT自控/计控原理实验机构成及说明31.1构成31.2说明4第二章虚拟示波器92.1虚拟示波器的显示方式92.2虚拟示波器的使用9第三章自动控制原理实验113.1线性系统的时域分析113.1.1典型环节的模拟研究113.1.2二阶系统瞬态响应和稳定性173.1.3三阶系统的稳定性和瞬态响应193.2线性控制系统的频域分析253.2.1频率特性测试253.2.1一阶惯性环节的频率特性曲线273.2.2二阶闭环系统的频率特性曲线293.2.3二阶开环系统的频率特性曲线3

2、33.3线性系统的校正与状态反馈363.3.1频域法串联超前校正363.3.2频域法串联迟后校正433.3.3时域法串联比例微分校正493.3.4时域法比例反馈校正533.3.5时域法微分反馈校正573.4.1线性系统的状态反馈及极点配置603.4非线性系统的相平面分析663.4.1典型非线性环节663.4.2二阶非线性控制系统723.4.3三阶非线性控制系统793.5采样控制系统分析883.6模拟直流电机速度闭环控制随动系统实验913.7模拟温度闭环控制实验100121第三章自动控制原理实验目录第一章L

3、abACT自控/计控原理实验机构成及说明31.1构成31.2说明4第二章虚拟示波器92.1虚拟示波器的显示方式92.2虚拟示波器的使用9第三章自动控制原理实验113.1线性系统的时域分析113.1.1典型环节的模拟研究113.1.2二阶系统瞬态响应和稳定性173.1.3三阶系统的稳定性和瞬态响应193.2线性控制系统的频域分析253.2.1频率特性测试253.2.1一阶惯性环节的频率特性曲线273.2.2二阶闭环系统的频率特性曲线293.2.3二阶开环系统的频率特性曲线333.3线性系统的校正与状态反馈3

4、63.3.1频域法串联超前校正363.3.2频域法串联迟后校正433.3.3时域法串联比例微分校正493.3.4时域法比例反馈校正533.3.5时域法微分反馈校正573.4.1线性系统的状态反馈及极点配置603.4非线性系统的相平面分析663.4.1典型非线性环节663.4.2二阶非线性控制系统723.4.3三阶非线性控制系统793.5采样控制系统分析883.6模拟直流电机速度闭环控制随动系统实验913.7模拟温度闭环控制实验100121第三章自动控制原理实验第一章LabACT自控/计控原理实验机构成及说

5、明1.1构成主实验板外形尺寸为35厘米×47厘米，主实验板的布置简图见图1-1-1所示。图1-1-1主实验板的布置简图根据功能本实验机划分了各种实验区均在主实验板上。实验区组成见表1-1-1。121第三章自动控制原理实验表1-1-1实验区组成A实验区模拟运算单元有六个模拟运算单元，每单元由多组电阻、或电容构成的输入回路、反馈回路和1~2个运算放大器组成。A1～A6模拟运算扩充库包括校正网络库（A7）、整形模块（A8），可调零放大器（A9），放大器（A10）和2个0～999.9KΩ的直读式可变电阻、2个电位

6、器及多个电容（A11）。A7～A11B实验区手控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），非线性输出组成。B1函数发生器含有十种（可选择）波形输出：矩形波、正弦波、斜坡、方波输出，方波/正弦波、矩形波/正弦波同时输出，继电特性、饱和特性、死区特性及间隙特性等非线性输出。B5数模转换器八位数/模转换，输出有0～+5v、-5v～+5v二个测孔供选择。B2模数转换器八位模/数转换，其中有2个通道为0～+5v输入，有2个通道为-5v～+5v输入。B7定时器/中断单元有8253

7、定时器中的计数器1、计数器2，有中断控制器8259中的IRQ5，IRQ6中断输入，固定时钟（1.229MHz）输出。B8采样/保持器采样/保持器LF398，单稳态电路4538B4虚拟示波器2个通道模拟信号输入，输入信号可不衰减输入，也可衰减5倍后输入。B3基准电压单元+Vref（+5.00v），-Vref（-5.00v）B6C实验区步进电机模块步进电机35BY48C1直流电机模块直流电机BY25，直流电压驱动，脉冲测速及电压测速输出。C2温控模块模拟电压加热及脉宽控制加热，热敏电阻测温。C3外设接口模块6

8、路开关量输入和8路开关量输出，TTL电平兼容。1路测温传感器（铂电阻PT100）输入及控制固态继电器输出。C4D实验区显示与功能选择5位8段数码管、四个功能选择按键和16个指示灯。具有独立于实验机的CPU控制模块，提供控制对象输出显示，提供函数发生器（B5）的输出切换控制和输出数据显示。D1121第三章自动控制原理实验1.2说明一．A实验区1．模拟运算单元（A1～A6）模拟运算单元A1～A6布置图见图1-1-1，图中S1-S1