中人教仪厂
一、系统组成
1、电源：输入单相三线～220V±10% 50Hz。输出直流±5V/2A、±12V/0.5A 电源，均有接反和短路保护功能。
2、核心系统：采用8088微处理器，方便计算机控制技术软件编程；RS232总线接口与上位机通讯（可以USB接口通信），含有上位机总清复位和人工总清复位电路， 含有自动锁零和人工锁零功能。
3、函数发生器：实验机自带信号测量和信号显示模块
可测量信号电压（-5V～+5V）、频率、温度、转速等参数。
4、阶跃信号发生器：由手控阶跃发生（0/+5v、-5v/+5v），幅度控制（电位器），非线性输出组。
5、函数信号发生器：能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性，有开关切换，同时有数码管显示波形相关信息。正弦波信号频率范围0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波形频率范围是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信号的幅值范围-6V~+6V，幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。
6、运算模拟单元：提供8个OP07基本运放模拟单元（实验用），每单元的输入回路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容，反馈回路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容，和1个运算放大器组成。另有扩展运放模拟单元，其一可调零放大器，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；其二校正网络库，可构成各种校正环节；其三是2组整形模块。
7、提供阻容元件库：250K、500K电位器，2组0-999.9K直读式可变电阻，多组电容。
8、1组D/A输出:电压0～5V 或–5V～+5V。
9、4路A/D输入:其中有2个通道为0～+5v电压输入，2个通道为-5v～+5v电压输入。
10、2组采样保持器及单稳单元电路。
11、提供精密基准电压+Vref和-Vref。
12、定时和中断单元：2组定时计数器和2路中断源。
9、提供虚拟示波器：
1）2个通道模拟信号输入：可测量相平面显示，频域对数幅频、相频曲线，幅相曲线等。
2）示波器的时域显示方式：示波器的相平面显示（X-Y）方式；示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示（伯德图），幅相特性显示方式（奈奎斯特图），时域分析（弧度）显示方式。
3）示波器的计算机控制显示方式。
10、外围控制对象
1）步进电机（35BY48）转速、转角控制 。
2）直流电机（BY25）脉冲测速输出及电压测速输出。
3）温度模块可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热，热敏电阻测温（0℃～76.5℃）。
11、支持二次开发：除模拟运算单元、函数发生器外，本实验机的8253定时器、8259中断控制器、模数转换器，数模转换器地址也开放给用户。
12、支持整个系统的自动检测：可以帮助实验管理员及时发现问题解决问题，确保学生实验课程的正常开展
13、机箱：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 480×360×120mm。
14、机械实训安全教育虚拟仿真软件：本软件基于unity3d开发，软件采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，设有机械安全距离实验，机械安全保护装置实验、机械安全防护设计基础考核，实验进行时，三维漫游画面采用箭头与脚印图案提示移动至实验位置，机械对象周围圆圈显示了工作半径，实验过程伴有三维机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实验内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实验（内分2种围栏高度与开口大小），选择进入后，镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实验过程为人体进入机械对象工作半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并进行下一实验，*终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实验分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实验，可选类别（安全输入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品列表（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。安装位置有蓝色闪烁框架提醒，实验流程：选择安全护栏并安装、选择安全连锁开关（或选择安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并安装、选择安全控制器并安装至电气控制箱、选择安全继电器并安装至电气控制箱、点击电气控制箱上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提示报警音，且机械对象停止工作，选择电气控制箱上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的安装，正确安装安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有3个选项，由学生自由选择，*终10项考核点选好后，提交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分情况。
D、软件须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本软件的VR安装包方便用户拓展为VR实验，VR设备及软件安装调试不需提供。
二、实验项目
自动控制实验
1、线性系统的时域分析：1）典型环节的模拟研究 ；2)二阶系统瞬态响应和稳定性;3)三阶系统的瞬态响应和稳定性。
2、线性控制系统的频域分析（伯德图、奈氏图）：1）惯性环节的频率特性曲线；2）二阶闭环系统的频率特性曲线；3）二阶开环系统的频率特性曲线 ；4） 频率特性的时域分析。
3、非线性系统的相平面分析：1）典型非线性环节；2）二阶非线性控制系统：3）三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正；① 频域法串联超前校正；② 时域法串联比例微分校正；③ 时域法比例反馈校正 ；④ 时域法微分反馈校正；2)线性系统的状态反馈及极点配置 。
5、采样控制系统分析
6、模拟直流电机闭环调速实验
7、模拟温度闭环控制实验
计算机控制技术实验
1、数/模转换实验
2、模/数转换实验
3、采样与保持：1）采样实验；2）采样/保持器实验；3）采样/保持控制系统分析举例。
4、平滑与数字滤波实验 ：1）微分与平滑 ；2）数字滤波 。
5、数字PID控制实验：1）标准PID控制算法，2）积分分离PID控制算法：3）非线性PID控制算法；4）积分分离--砰砰复式PID控制算法
6、*少拍控制系统 ：1）*少拍有纹波系统；2）*少拍无纹波设计；3）*少拍控制系统设计举例。
7、大林算法：1）有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ；2）有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除；3）无振铃现象的大林算法。
8、多变量解耦控制：1）多变量解耦控制设计；2）多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次开发
控制系统实验
1、直流电机闭环调速实验
2、温度闭环控制实验
3、步进电机调速实验
4、模拟/数字混合温度闭环控制实验
