机械控制工程基础实验指导书58249

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1、实验箱简介机械控制工程基础实验模块由六个模拟运算单元及元器件库组成，这些模拟运算单元的输入回路和反馈回路上配有多个各种参数的电阻、电容，因此可以完成各种自动控制模拟运算。例如构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等。利用本实验机所提供的多种信号源输入到模拟运算单元中去，再使用本实验机提供的虚拟示波器界面可观察和分析各种自动控制原理实验的响应曲线。主实验板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。表1A实验区模拟运算单元有六个模拟运算单元，每单元由输入回路6组电阻、或电容，反馈回路7组电阻、或电容，1个运算放大

2、器组成。A1～A6可变阻容元件库由电位器330KΩ和22KΩ，直读式可变电阻0～999.9KΩ，直读式可变电容0～0.7uF组成。A7阻容元件库有10个电阻，6个电容，2个二极管，1个双向稳压管。A8运算放大器库有3组运算放大器,1个整形器A9B实验区B实验区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数模转换器八位数/模转换，输出有0～+5V、-5V～+5V、-10V～+10V，三个测孔供选择。B2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采样/保持器采样/保持器LF398，单稳态电路

3、4538B4函数发生器有单位阶跃，斜坡，抛物线信号输出，信号宽度范围2ms～6s，宽度可调，幅度可调。B5正弦波发生器频率范围0.1Hz～100Hz可调，幅度可调。B6基准电压单元+Vref（+5.00V），-Vref（-5.00V）B7模数转换器8位模/数转换，其中有6个通道为0～+5V输入，有2个通道为-5V～+5V输入。B824定时器/中断单元有8253定时器中的计数器1，固定时钟（1.229MHz）输入的OUTO输出及与OUTO级联的OUT2输出。有中断控制器8259中的输入IRQ6，IRQ7。B9C实验区步进电机模块步进电机35BY48C1直流电机模块直流电机BY

4、25及光电断续器测速C2温控模块AD590测温及温度闭环控制（0℃～80℃）。C3外设接口模块1路4～20mA或1～5V模拟电压输出（AOUT），2路4～20mA或1～5V模拟电压输入（IN-2、IN-3），4路开关量输入和4路开关量输出（DIN和DOUT），1路测温传感器（铂电阻PT100）输入（IN-1）。C4D实验区控制对象输出显示模块自带CPU（89C2051）控制，10位A/D转换器TLC1543。3位八段数码管，可切换显示温度/转速/电压/电流。可当作-5V～+5V电压表。D24虚拟示波器的使用一、设置用户可以根据不同的要求选择不同的示波器，具体设置方法如下：1

5、、示波器的一般用法：运行LABACT程序，选择“工具”栏中的‘单迹示波器’项或‘双迹示波器’项，将可直接弹出该界面。‘单迹示波器’项的频率响应要比‘双迹示波器’项高，将可观察每秒6500个点；‘双迹示波器’项只能观察每秒3200个点。点击开始即可当作一般的示波器使用。2、实验使用：运行LABACT程序，选择‘自动控制/微机控制/控制系统’菜单下的相应实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1、CH2测孔测量波形。二、虚拟示波器的使用Y111、虚拟示波器的一般使用Y2幅值差率时间差图1虚拟示波器运行界面图1

6、为示波器的时域显示和相平面显示界面，只要点击开始，示波器就运行了，此时就可以用实验机上CH1和CH2来观察波形。CH1和CH2各有输入范围选择开关，当输入电压小于－5V～+5V应选用x1档，如果大于此输入范围应选用x5挡（表示衰减5倍）。该显示界面中提供了示波和X-Y两种方式，示波就是普通示波器的功能，它提供了示波器的时域显示，X-Y相当于真实示波器中的X-Y选项；如果需要用X-Y功能，只要选中X-Y选项即可，它提供了示波器的相平面显示，进行非线性系统的相平面分析，实验中必须用X-Y功能。在示波器运行时（示波方式下）可以调节‘电压量程’、‘CH1位移’、‘CH2位移’和‘时

7、间量程’。24再次点击停止后，将停止示波器运行，即可进行波形分析和相关的测量（只保存当前实验的波形）。1）信号幅值测量：首先应拖动上下滑杆，标定被测信号的电压范围。在两平行线右边的两个黄色块中的数据表示滑杆所在位置的电压值，在两平行线之间的黄色方块（左边）显示的数据即为所测量信号的幅度值。例：图1所示的‘单位阶跃函数作用下的时间响应’中显示的最大超调量值Δv=1.25V。2）信号时间测量：首先应拖动左右滑杆，标定被测信号的时间范围。在两条垂直线之间的黄色方块显示的数据即为所测量波形的时间值。例：图1所示的‘单位阶跃