自控实验指导书82211

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1、硬件的组成及使用一、直流稳压电源直流稳压电源主要用于给实验箱提供电源。有+5V/0.5A、±15V/0.5A及+24V/2.0A四路，每路均有短路保护口恢复功能。它们的开关分别由相关的钮子开关控制，并由相应发光二极管指示。其中+24V主耍用于温度控制单元。实验前，启动实验箱左侧的电源总开关。并根据協要将+5V、±15V、+24V钮子开关拔至『片的位置。实验时，通过2号连接导线将肓流电压接到需要的位置。二、低频信号发生器低频信号发生器主要输出有正弦信号、方波信号、斜坡信号和抛物线信号四种波形信号。输出频率由上位机设置，频率范I罚0.1Hz〜100Hz。可以

2、通过幅度调节电位器来调节各个波形的幅度，而斜坡和抛物波信号述町以通过斜率调节电位器来改变波形的斜率。三、锁零按钮锁零按钮用于实验前运放单元中电容器的放电。使用时用二号实验导线将对应的接线柱与运放的输出端连接。当按下按钮时，通用单元中的场效应管处于矩路状态，电容器放电，让电容器两端的初始电压为0V；当按钮复位时，单元中的场效应管处于开路状态，此时对以开始实验。四、阶跃信号发生器阶跃信号发生器主要提供实验时的阶跃给定信号，其输出电压范围约为-15V-+15V,正负档连续可调。使用时根据需要可选择正输出或负输出，具体通过“阶跃信号发生器”单元的钮了开关来实现。

3、当按下自锁按钮时，单元的输岀端输岀一个可调的阶跃信号（当输出电压为IV时,即为单位阶跃信号），实验开始；当按钮复位时，单元的输出端输出电压为0V。注：单元的输出电压对通过实验箱上的直流数字电压表来进行测量。五、电阻测量单元可以通过输出的电压值来得到耒知的电阻值，本单元对以在实验时方便地设置电位器的阻值。当钮子开关拨到"OK位置时，所测量的电阻值等于输出的电压值乘以10,单位为千欧。当钮子开关拨到xlOOK位置时，所测量的电阻值等于输出的电压值乘以100,单位为千欧。注：为了得到一个较准确的电阻值，应该选择适当的档位，尽量保证输出的电压与IV更接近。六、交

4、/直流数字电压表交/肓流数字电压表有三个量程，分别为200mV、2V、20V。当自锁开关不按下时，它作肓流电压表使用，这时可用于测量肓流电压；当自锁开关按下时，作交流毫伏表使用，它具有频带宽（10Hz〜4OOKHz）、精度高（lKHz时：±5%o）和真有效值测量的特点,即使测量窄脉冲信号，也能测得其精确的有效值，其适用的波峰因数范I韦I可达到10。七、通用单元电路通用单元电路具体有“通用单元1”〜“通用单元6”、“反相器单元”和“系统能控性与能观性分析”等单元。这些单元主耍由运放、电容、电阻、电位器和一些口由布线区等组成。通过不同的接线，可以模拟各种受控

5、对彖的数学模型，主要用于比例、积分、微分、惯性等电路环节的构造。一般为反向端输入，其中电阻多为常用阻值51K、100K、200K、510K；电容多在反馈端，容值为O.luF、luF、lOuFo以组建积分坏节为例，积分环节的时间常数为Iso首先确定带运放的单元，口其前后的元器件分别为100K、10uF(T=100Kxl0uF=ls),通过观察“通用单元1”可满足要求，然示将100K和10uF通过实验导线连接起来。实验前先按下“锁零按钮”对电容放电，然示用2号导线将单位阶跃信号输岀端接到积分单元的输入端，积分电路的输出端接至反向器单元，保证输入、输岀方向的一

6、致性。然示按下“锁零按钮”和阶跃信号输出按钮，用示波器观察输出曲线，其具体电路如下图所示。注意事项:1.每次连接线路前要关闭电源总开关。2.按照实验指导书连接好线路后，仔细检查线路是否连接正确、电源有无接反。如确认无谋后方町接通电源开始实验。实验一典型环节的电路模拟一、实验目的1.熟悉THKKL-6型控制理论及计算机控制技术实验箱及“THKKL-6”软件的使川；2.熟悉各典型环节的阶跃响应特性及具电路模拟；3.测量各典型环节的阶跃响应

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8、线，并了解参数变化对其动态特性的影响。二、实验设备1.THKKL-6型控制理论及计算机控制技术实验箱；2.PC机一

9、台（含“THKKL・6”软件）；3.USB接口线；三、实验内容1.设计并组建各典型环节的模拟电路；2.测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对具输出响应的影响；四、实验原理白控系统是市比例、积分、微分、惯性等环节按一定的关系组建而成。熟悉这些典型环节的结构及其对阶跃输入的响应，将对系统的设计和分析十分有益。u.•-+r+木实验中的典型环节都是以运放为核心元件构成，其原理框图如图1・1所示。图中Z】和Z2表示由R、C构成的复数阻抗。图1・1典型环节的原理框图1.比例（P）环节比例环节的特点是输出不失真、不延迟、成比例地复现输出信号的变化。它的传递函数与方

10、框图分别为：Uo(8当Ui（S）输入端输入一个单位阶跃信号，且比例系数为K时的