新自动控制原理实验箱实验指导书

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1、淮北师范大学自动控制原理实验指导目录前言1实验系统概述21、实验系统构成22、实验箱整体布局及部分模块框图23、各模块主要测试点3实验一二阶系统的阶跃响应及稳定性分析实验5实验二PID控制器的动态性能9实验三典型环节频率特性的测试17实验四控制系统的动态校正22实验五信号的采样与恢复28实验六典型非线性环节的电路模拟31附录371、参考文献37Ⅰ淮北师范大学自动控制原理实验指导前言《自动控制原理》是自动控制、工业自动化、电气自动化、仪表及测试、机械、动力、冶金等专业的一门重要的专业基础课。也是国内各院校相应专业的主干课程。当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的

2、大学生，既要有坚实的理论基础，又要有严格的工程技术训练，不断提高的实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，这就对我们实验教学提出了新的考验。自动控制原理课程的理论性较强，因此在学习本课程时，开设必要的实验，对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。我司生产的ZY13001B1自动控制原理实验系统是为《自动控制原理》的教学实验专门研制的，它是师生科研的有利工具。它具有

3、直观、操作灵活等便于培养学生实验技能的优点，为充分发挥学生独立思考能力和主观能动性，本书明确要求实验前做好有关理论计算或分析，而实验步骤通常是原则性的。实验中可能碰到的主要问题则列在思考题内以引起学生的注意。本实验箱主要能完成线性连续系统、非线性系统、采样系统以及状态反馈（极点配置）方面的实验共十个。在完成实验后，需写出详细的实验报告，包括实验方法、实验过程和结果、心得和体会等。由于编者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，殷切希望读者批评指正。-37-淮北师范大学自动控制原理实验指导实验系统概述1、实验系统构成ZY13001B1实验箱主要由电源单元、信号源单元、元器件单元、非线性单元、

4、运放单元和信号采样与恢复单元组成。电源单元包括电源开关，+5V，-5V，+12V，-12V以及-12V－+12V可调电压的输出。信号源单元可以产生周期正弦波信号，频率、幅值均可调。元器件单元提供了实验所需的电容，电阻与可调电阻，方便学生实验。非线性单元包括三组不同的典型非线性单元。运放单元包括八组不同设置参数的运算放大器单元。信号采样与恢复单元包括40106，4066等，提供了信号采样与恢复全过程的测试。2、实验箱整体布局及部分模块框图⑴本实验箱整体布局如图1所示：图1ZY13001B1型自控原理实验箱整体布局图⑵信号采样与恢复单元模块如图2所示：-37-淮北师范大学自动控制原理实验指导

5、图2信号采样与恢复单元模块结构框图⑶运放单元使用HA17741运算放大器为基础，外接不同参数的电阻、电容及可调电位器组成电路。运放调零可调电阻已接入电路中，并已调零完成。运用导线外接不同的电阻电容即可构成不同的电路完成实验。⑷非线性单元使用HA17741运算放大器为基础，外接不同参数的电阻、电容、可调电位器及双向稳压管组成电路。运放调零可调电阻已接入电路中，并已调零完成；电阻、电容、双向稳压管等元件也接好，运用导线接入输入信号即可完成实验。⑸元器件单元由不同参数的电阻、电容、可调电位器组成，连线亦接好，只需外接导线即可完成实验。3、各模块主要测试点（1）测试钩TP101：运放单元（一）的

6、输出信号测试点，与插孔T106对应。TP201：运放单元（二）的输出信号测试点，与插孔T207对应。TP301：运放单元（三）的输出信号测试点，与插孔T306对应。TP401：运放单元（四）的输出信号测试点，与插孔T406对应。TP501：运放单元（五）的输出信号测试点，与插孔T506对应。TP601：运放单元（六）的输出信号测试点，与插孔T607对应。TP701：运放单元（七）的输出信号测试点，与插孔T706对应。TP801：运放单元（八）的输出信号测试点，与插孔T806对应。TP1001：信号源单元的输出信号测试点，与插孔OUT1001对应。TP1101：非线性环节（一）的输出信号测

7、试点，与插孔T1103对应。TP1201：非线性环节（二）的输出信号测试点，与插孔T1203对应。TP1301：非线性环节（三）的输出信号测试点（开关J1301拨上），与插孔T1305对应。TP1302：非线性环节（三）的输出信号测试点（开关J1301拨下），与插孔T1306对应。TP1402：信号采样与恢复单元中的抽样脉冲信号。TP1403：信号采样与恢复单元中的反相抽样脉冲信号。TP1404：信号采样与恢复单元中的抽样后的信号。