自控原理与计算机控制教具,自控原理及计算机控制教具

一、概况
自动控制原理学习是自动化、自动控制、电子技术、电气技术、精密仪器等专业教学中的基础课程。系统提供集成自控计控综合仪表模块、操作软件，通过虚拟PC示波器功能可实时、清晰的观察控制系统的各项静、动态特性，方便了对模拟控制系统特性的研究。微型温度控制单元可以代替烤箱进行温度控制实验，加上系统配置的直流电机、步进电机等控制对象，可开设控制系统课程的实验。该系统还可扩展支持如线性系统、控制、系统辨识及计算机控制等现代控制理论的模拟实验研究。
二、教具内置自控计控综合仪表模块.
1.一体化系统，平台标配10.1寸电容式多点触摸IPS屏幕的自控计控综合仪表模块。
2.内置2个以上摄像头，核心采用4核心突发频率1.83G以上，采用接口速度高达每秒400MBytes，eMMC高速存储器。
3.综合仪表模块采用USB2.0通讯接口，实时采样率50M，输入±50V，支持双通道采集，全中文操作界面，软件操作简单明了，数据分析功能强大。
4.支持 72 小时上位机无纸记录仪功能。
5.8 位~13 位垂直分辨率，自带 PWM 输出。
6.支持过程缓存录制存档和回放,支持波形图片导入与实时波形对比参考。
7.支持 500 帧数据缓存和分段存储。
8.支持 RS232, RS485, RS422, I²C 和 CAN, SPI ,Lin 解码，支持波形自动边沿 / 极值点测量。
9.支持频谱分析，UI 特性曲线测绘和频率响应曲线测绘。
10.集成 Pass/F--l 检测功能，测量量历史变化趋势统计和直方图分析功能。
11.支持采集卡模式，可自己设置采样率和存储长度，也可以设置单次采集和循环采集。
三、开放式的控制教具
1.教具中具有各种典型信号源（阶跃信号、方波信号、斜波信号、抛物波信号、正弦波信号）、模拟对象（八组运放单元）、实际对象（步进电机、直流电机、温度控制）等单元。各单元之间的电路连接、单元内的元件选择都可以多种方式来操作，从而极大地提高了实验效率。系统允许用户根据教学内容来自行设计、开发相应的实验项目，并支持大型的课程设计和毕业设计。
2.自动控制原理实验方面，系统提供了包括线性控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法以及系统校正和设计等方法的实验研究，也提供了关于线性离散系统、非线性控制系统的实验研究内容；另外对于现代控制理论的教学，提供了状态空间分析实验。
3.系统提供的计算机控制实验内容主要包括：过程通道和数据采集处理、系统的数字程序控制、数字PID闭环控制、数字调节器直接设计方法的实验研究，从而可使学生对新型智能控制算法有所了解和掌握。
4.在控制系统应用实验方面，系统提供了直流电机(快速)和温度控制(慢速)两种实验对象，以构成不同的闭环系统，从而可选择不同的控制策略或控制参数，以得到的实时控制效果。
5.源语言级集成开发环境，系统为嵌入式控制计算机配有高度可视化的源语言级集成开发环境，集控制程序开发、调试和实验测量分析于一体，支持汇编源语言级的编程和调试。
四、系统构成
1.自控计控综合仪表模块.
2.DICE系统由各单元电路、8088CPU控制单元和PC机进行通讯的串口构成；
3.信号源发生单元电路：正弦波、方波、斜波及抛物波，信号周期在2毫秒至30秒之间可调；
4.采样保恃器及单稳单元电路；
5.运算模拟单元电路；
6.非线性单元电路；
7.状态指示灯单元；
8.D/A0832数/模转换单元电路；
9.A/D0809模/数转换单元电路；
10.单节拍脉冲发生单元；
11.电位器单元；
12.－5V电源发生单元；
13.驱动单元；
14.电机单元；
15.直流电机、步进电机模块单元；
16.信号测量单元：采用PC软件实现双踪示波器、频率特性分析等功能。
17.特殊运算环节单元；
18.可变电阻器组单元；
19.微型温度控制单元；
五、电源参数
1.输入电压：220V ±10%
2.输出电压/电流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A
六、教具采用复合材料的箱式结构：
1.箱体采用优质铝合金框架+铝合金包边+铁护角+ABS密度板+优雅黑美式大手把。
2.上下盖安装加固强劲支撑合页，两边增加两个支撑铰链曲手，开合度设置为95度，提供一个完美的操作和显示视角。
3.所有合金包角采用柳钉来加固保护，内部铺设黑色PU面料，箱子美观，坚固，不易变形。
4.箱体箱底安装耐磨垫和保护脚，正面安装双安全卡扣锁。
七、实验项目
（一）自动控制原理实验项目
1.典型环节的模拟研究
2.典型系统瞬态响应和稳定性
3.系统校正
4.控制系统的频率特性
5.典型非线性环节
6.非线性系统（一）
7.非线性系统（二）
8.采样系统分析
9.采样控制系统的校正
10.态反馈（极点配置）
（二）计算机控制技术
11.A/D，D/A转换
12.采样保持器
13.数字滤波
14.积分分离式PID控制
15.*小拍有纹波系统实验
16.*小拍无纹波系统实验
17.大林算法控制
18.非线性控制
19.解耦控制
20.综合控制实验
（三）控制系统应用
21.直流电机闭环调速实验
22.温度闭环控制实验
23.步进电机调速实验