自动控制实验指导

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1、目录第一章LabACT自控/计控原理实验机构成及说明1第二章虚拟示波器52.1虚拟示波器的显示方式52.2虚拟示波器的使用5第三章自动控制原理实验73.1线性系统的时域分析73.1.1典型环节的模拟研究73.1.2二阶系统瞬态响应和稳定性113.1.3三阶系统的稳定性和瞬态响应133.2线性控制系统的频域分析153.2.1频率特性测试153.2.2一阶惯性环节的频率特性曲线163.2.3二阶闭环系统的频率特性曲线173.2.4二阶开环系统的频率特性曲线183.3线性系统的校正与状态反馈203.3.1频域法串联

2、超前校正203.3.2频域法串联迟后校正253.3.3时域法串联比例微分校正303.3.4时域法局部比例反馈校正323.3.5时域法微分反馈校正353.3.6线性系统的状态反馈及极点配置373.4非线性系统的相平面分析383.4.1典型非线性环节383.4.2二阶非线性控制系统403.4.3三阶非线性控制系统433.5采样控制系统分析46第一章LabACT自控/计控原理实验机构成及说明一．主实验板的布置简图图1-1-2主实验板的布置简图二．D和B实验区1．显示与功能选择模块（D1）及函数发生器（B5）D1实验

3、区是一个显示与功能选择模块，它主要由5位8段数码管、四个功能选择按键和16个指示灯、3个测试孔组成。D1实验区是独立于实验机的CPU控制模块，提供控制对象输出显示，並实现函数发生器（B5）的十种（可选择）波形输出切换控制和显示。（1）输入信号测量上排左按键循环控制输入信号的测量，包括电压（-5V～+5V）、电压（0～+5V）、频率、温度和直流电机转速测量。每按一次按键，指示灯向右循环切换，数码管显示相应的测量信息。信号的输入口为模块中的“电压测量”和“频率测量”3个测试孔。指示灯和数码管的输出数据显示对应关系

4、表见表1-2-1。表1-2-1指示灯和数码管的显示对应关系表项目内容指示灯输入测试孔数据显示单位（-5V～+5V）电压测量电压（-5V～+5V）电压测量（-5V～+5V）(-)X.XXV（0～+5V）电压测量电压（0～+5V）电压测量（0～+5V）X.XXV频率测量频率频率测量XXX.XHzC3模块温度值温度电压测量（0～+5V）XX.X℃C2模块直流电机转速转速频率测量X.XXX千转/分（2）函数发生器波形输出切换控制和显示选择下排左、右按键循环切换控制输出波形，包括矩形波、正弦波、斜坡、方波、继电特性、饱

5、和特性、死区特性和间隙特性的切换控制。每按一次下排左按键，指示灯向左循环切换，每按一次下排右按键，指示灯向右循环切换，数码管显示相应的波形信息。上排右按键循环切换控制输出波形，包括矩形波/正弦波和方波/正弦波同时发生。2．函数发生器（B5）函数发生器（B5）是各函数及波形发生的控制和输出模块，它含有十种（可选择）波形输出，有4个函数波形调节电位器、1个波形量程选择开关和各函数发生的输出口组成。各波形和函数的输出选择在（D1）模块中选择设置。各波形的切换控制和显示见表1-2-2。表1-2-2函数发生器取值及显示

6、序号波形类型函数发生器取值及显示左显示及范围电位器调节右显示及范围电位器调节1矩形波宽度上0.01S～1S设定电位器1幅度（0V～6V）矩形波调幅下0.1S～10S2正弦波振幅值(0～6V)正弦波调幅频率上0.1Hz～2Hz设定电位器2下0.8Hz～50Hz3斜坡斜率(0.4～8)设定电位器1宽度(0.5S～10S)4方波频率(2.4Hz～250Hz)设定电位器15继电幅值(0V～6V)设定电位器16饱和斜率(0.1～5.1)设定电位器1限幅(0V～6V)设定电位器27死区斜率(0.1～5.1)设定电位器1死

7、区宽度(0V～5V)设定电位器28间隙斜率(0.1～5.1)设定电位器1间隙宽度(0V～5V)设定电位器29矩形/正弦波详见本节第⑨、⑩点说明10方波/正弦波①矩形波：下排按键选择“矩形波”，指示灯亮，函数发生器（B5）模块中的“矩形波输出”测孔输出矩形波，左边2个数码管显示矩形波正脉冲的宽度“X.X”或“XX”（秒）,由“设定电位器1”控制相应的正脉冲输出宽度；此外，（B5）模块中的“量程选择”开关还可控制正脉冲输出宽度量程（见表1-2-2）。右边3个数码管显示矩形波的幅度“X.XX”(伏)，由（B5）模块

8、中的“矩形波调幅”电位器控制变化幅度。注1：只有把函数发生器（B5）模块左下角的“S-ST”跨接座上套上短路套后，在“矩形波输出”测孔才有矩形波输出。注2：“量程选择”开关置于下档时，其零输出宽度恒保持为2秒，与正脉冲输出宽度值无关；“量程选择”开关置于上档时，其零输出宽度与正脉冲输出宽度值相等。②正弦波：下排按键选择“正弦波”，指示灯亮，函数发生器（B5）模块中的“正弦波输出”测孔输出正弦波，左边