控制原理实验指导书.doc

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1、控制原理实验指导书　　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。　　利用实验机上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、计算机控制原理实验的响应曲线。　　利用本实验平台及虚拟示波器还可以用相轨迹法和相平面法观察和分析非线性系统的瞬间响应和稳态误差等。　　实验机的元器件库中还提供了直读式的可变电阻和可变电容，使实验可更方便、简捷地进行。　　由于本实验机除了提供了丰富的元器件库，并且在A1-A6模拟运算单元的输入回路和反馈

2、回路中预留了多个由学生自行连接的电阻/电容位置，将方便地扩展各种实验。　　预留位置在实验机中用‘RES’表示。　　计算机控制原理实验模块由模数转换器，数模转换器，8253定时器，8259中断控制器及模拟运算单元组成。　　在CPU的运算和控制下，可完成数字PID控制，最少拍控制及大林算法等实验。　　控制对象模块由温度控制模块，直流电机模块和步进电机模块组成。　　可实现温度闭环控制实验，直流电机闭环调速实验和步进电机调速实验。　　还包括外设接口模块，可实现扩展外设各种实验。　　信号源自动控制原理实验模块计算机控制原理实验模块虚拟

3、示波器控制对象模块控制对象输出显示模块CPU控制模块上位机第一章labACT自控/计控原理实验机构成及说明CPU控制模块由十六位微机8088及只读存储器27512，随机存取存储器62256，时钟芯片，RS232串口通讯芯片等组成。　　CPU控制模块（ACT88），位于主实验板的下面，经J1插座与主实验板相联。　　根据功能本实验机划分了各种实验区均在主实验板上。　　实验区组成见下表。　　实验区组成A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个运算放大器组成。　　A1-A

4、6可变阻容元件库由电位器330K和22K，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。　　八位数/模转换，输出有0-+5v、-5v-+5v、-10v-+10v，三个测孔供选择。　　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。　　采样/保持器LF398，单稳态电路4

5、538B1数模转换器B2虚拟示波器B3采样/保持器B4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。　　频率范围0.1HZ-100HZ可调，幅度可调。　　B5正弦波发生器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。　　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

6、，IRQ7。　　B8定时器/中断单元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BY25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）。　　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

7、温度/转速/电压/电流。　　可当作-5v-+5v电压表。　　C4D实验区控制对象输出显示模块D4主实验板的布置简图见图2所示。　　图2主实验板的布置简图第一章labACT自控/计控原理实验机构成及说明1.2说明一．A实验区1．模拟运算单元（A1-A6）图3模拟运算单元A1-A6布置图6图中S1-S12均为跨接座，当用户选中模拟运算单元的某一参数的电阻、电容作输入回路和反馈回路构成一个模拟电路时，在该元件的左边相对应的跨接座上插上白色短路套即可。　　六个模拟运算单元实现原理基本相同，只是运放各输入回路及各反馈回路引入的电阻、电

8、容的参数和连接方式各不相同。　　各信号接入点及输出点均引出标准插孔供接线用。　　H　　1、H　　2、H3为模拟运算单元的输入插孔，IN为运算放大器负端输入(反馈与输入相加点)插孔，OUT为模拟运算单元的输出插孔。　　2．可变阻容元件库（A7）提供22K和330K电位器,一组0-999.9K