自动控制原理实验指导书(初稿)

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1、《自动控制原理》实验指导书朱斌编长江师范学院信息处理技术教研室2008年4月27目录1317193133343640前言………………………………………………….……………………第一章硬件资源……………………………………………………….第二章软件使用说明………………………………………………….第三章实验系统部分……………………….…………………………实验一典型环节及其阶跃响应…………………………………………实验二二阶系统阶跃响应………………………………………………….实验三控制系统的稳定性分析………………………………………….实验四…………………………………………….实验五连续系统

2、串连校正………………………………………………27前言自动控制理论课程是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业选修课，是一门理论性较强的工程科学。自动控制理论课程实验课的主要任务是通过实验，使学生在掌握自动控制的基本原理，熟练掌握各种分析方法，了解各种校正方法设计原则的基础上，加强对控制理论的理解和认识，将理论与实践有机地结合起来，培养学生一定的实际动手能力、分析问题及解决问题的能力，使理论教学效果得到有效的巩固与提高。实验基本要求：1．熟悉模拟电路，学会独立观察、分析实验现象，记录、测取数据，并整理、绘制、分析实验结果；2．掌握控制模拟实验的基本原理和一般方法，掌握控制系统时域性

3、能指标的测量方法；3．掌握定量分析二阶系统特征参数与最大超调量、调节时间之间的关系的方法；4．掌握系统开环增益和时间常数对系统稳定性的影响掌握系统及元件频率特性的测量方法；5．理解串连校正装置对系统动态性能的校正作用；6．掌握对给定系统进行串连校正设计的方法。27第一章硬件资源EL-AT-II型实验系统主要由计算机、AD/DA采集卡、自动控制原理实验箱、打印机（可选）组成如图1，其中计算机根据不同的实验分别起信号产生、测量、显示、系统控制和数据处理的作用，打印机主要记录各种实验数据和结果，实验箱主要构造被控模拟对象。显示器计算机打印机实验箱电路AD/DA卡图1实验系统构成实验箱面

4、板如图2：图2EL-AT-II型实验箱面板下面主要介绍实验箱的构成：一、系统电源EL-AT-II系统采用本公司生产的高性能开关电源作为系统的工作电源，其主要技术性能指标为：1．输入电压：AC220V2．输出电压/电流：＋12V/0.5A,-12V/0.5A,+5V/2A3．输出功率：22W4．工作环境：－5℃～＋40℃。二、AD/DA采集卡27AD/DA采集卡如图3采用ADUC812芯片做为采集芯片，负责采样数据及与上位机的通信，其采样位数为12位，采样率为10K。在卡上有一块32K的RAM62256，用来存储采集后的数据。AD/DA采集卡有两路输出（DA1、DA2）和四路输入（

5、AD1、AD2、AD3、AD4），其输入和输出电压均为－5V～+5V。图3AD/DA采集卡另外在AD/DA卡上有一个9针R232串口插座用来连接AD/DA卡和计算机，20针的插座用来和控制对象进行通讯。一、实验箱面板实验箱面板布局如图4：AD/DA卡输入输出模块实验模块1实验模块2电源模块二极管区EL-CAT-II实验模块3电阻、电容、二极管区实验模块4变阻箱、变容箱模块实验模块5实验模块8实验模块6实验模块7图4实验箱面板布局实验箱面板主要由以下几部分构成：1．实验模块本实验系统有八组由放大器、电阻、电容组成的实验模块。每个模块中都有一个由UA741构成的放大器和若干个电阻、电

6、容。这样通过对这八个实验模块的灵活组合便可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。2．二极管，电阻、电容、二极管区这些区域主要提供实验所需的二极管、电阻和电容。3．AD/DA卡输入输出模块27该区域是引出AD/DA卡的输入输出端，一共引出两路输出端和两路输入端，分别是DA1、DA2，AD1、AD2。有一个按钮复位，按下一次对AD/DA卡进行一次复位。20针的插座用来和控制对象连接。1．电源模块电源模块有一个实验箱电源开关，有四个开关电源提供的DC电源端子，分别是＋12V、-12V、+5V、GND，这些端子给外扩模块提供电源。2．变阻箱、变容箱模块变阻箱、变容箱是本实验系统的一个

7、突出特点，只要按动数字旁边的“＋”、“－”按钮便可调节电阻电容的值，而且电阻电容值可以直接读出。27第二章软件使用说明一、软件启动在Windows桌面上或“开始－程序”中双击“ComputerCtrl”快捷方式，便可启动软件如图7。图5软件启动界面二、实验前计算机与实验箱的通讯设置和测试用实验箱自带的串口线将实验箱后面的串口与计算机的串口连接，启动“ComputerCtrl”软件。1）实验前通讯口的设置设置方法：点击[系统设置－串口设置]如图8，在对话框内填入与计算机相连的串口值