自控理論實驗 實驗指導書

1、求是教儀求是教儀自動控制理論實驗指導書1概述一、實驗系統(tǒng)功能特點一、實驗系統(tǒng)功能特點1系統(tǒng)可以按教學需要組合，滿足“自動控制原理”課程初級與高級實驗的需要。只配備ACTI實驗箱，則實驗時另需配備示波器，且只能完成部分基本實驗。要完成與軟件仿真、混合仿真有關的實驗，則必須配備上位機（包含相應軟件）及并口通訊線。2ACTI實驗箱內含有實驗必要的電源、信號發(fā)生器以及非線性與高階電模擬單元，可根據(jù)教學實驗需要進行靈活組合，構成各種典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)

2、。此外，ACTI實驗箱內還可含有數(shù)據(jù)處理單元，用于數(shù)據(jù)采集、輸出以及和上位機的通訊。3配備PC微機作操作臺時，將高效率支持“自動控制原理”的教學實驗。系統(tǒng)提供界面友好、功能豐富的上位機軟件。PC微機在實驗中，除了滿足軟件仿真需要外，又可成為測試所需的虛擬示波器、測試信號發(fā)生器以及具有很強柔性的數(shù)字控制器。4系統(tǒng)的硬件、軟件設計，充分考慮了開放型、研究型實驗的需要。除了指導書所提供的10個實驗外，還可自行設計實驗。5增加選件（如MCL13

3、或MCL14）后，可構成綜合性很強的以感應電機或直流方波無刷電機為具體控制對象的研究型高級實驗系統(tǒng)。二、系統(tǒng)構成二、系統(tǒng)構成實驗系統(tǒng)由上位PC微機（含實驗系統(tǒng)上位機軟件）、ACTI實驗箱、并行通訊線等組成。ACTI實驗箱內裝有以AD?C812芯片（含數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件）為核心構成的數(shù)據(jù)處理卡，通過并口與PC微機連接。1實驗箱ACTI簡介ACTI控制理論實驗箱主要由電源部分U1單元、信號源部分U2單元、與PC機進行通訊的數(shù)據(jù)處理U3單元、元

4、器件單元U4、非線性單元U5～U7以及模擬電路單元U8～U16等共16個單元組成，詳見附圖。(1)電源單元U1包括電源開關、保險絲、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V以及1.3V～15V可調電壓的輸出，它們提供了實驗箱所需的所有工作電源。求是教儀求是教儀自動控制理論實驗指導書3U8～U16為由運算放大器與電阻，電容等器件組成的模擬電路單元。其中U8為倒相電路，實驗時通常用作反號器。U9～U16的每個單元內，都有用場效應管組成的鎖零

5、電路和運放調零電位器。2系統(tǒng)上位機軟件要完成軟件仿真與采樣系統(tǒng)的實驗，必須配備上位機，并安裝《ACTI自動控制理論實驗上位機軟件》。該軟件借助于控制箱內“數(shù)據(jù)處理單元U3”的配合，具有虛擬示波器、測試信號發(fā)生器以及數(shù)字控制器的功能。有關這些功能的說明以及使用、操作方法，詳見《ACTI自動控制理論實驗上位機軟件使用說明書》。三、自動控制理論實驗系統(tǒng)實驗內容三、自動控制理論實驗系統(tǒng)實驗內容1典型環(huán)節(jié)的電路模擬與軟件仿真研究；2典型系統(tǒng)動態(tài)性

6、能和穩(wěn)定性分析；3典型環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）的頻率特性測量；4線性系統(tǒng)串聯(lián)校正；5典型非線性環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性；6非線性系統(tǒng)相平面法；7非線性系統(tǒng)描述函數(shù)法；8極點配置全狀態(tài)反饋控制；9采樣控制系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性分析的混合仿真研究；10采樣控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的混合仿真研究。要完成上列全部實驗，必須配備上位計算機。四、實驗注意事項四、實驗注意事項1實驗前U9～U16單元內的運放需要調零。2運算放大器邊上的鎖零點G接線要正確。不需要鎖零時（運放構成環(huán)節(jié)

7、中不含電容或輸入信號為正弦波時），必須把G與15V相連；在需要鎖零時，必須與其輸入信號同步的鎖零信號相連。如在采用PC產(chǎn)生的經(jīng)DA通道輸出的信號O1作為該環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的輸入時，運放的鎖零信號G應連U3單元的G1（對應O1）；類似地，如采用PC產(chǎn)生的信號O2作輸入，則鎖零信號G應連U3單元的G2（對應O2）。鎖零主要用于對電容充電后需要放電的場合，一般不需要鎖零。3在設計和連接被控對象或系統(tǒng)的模擬電路時，要特別注意，實驗箱上的運放都是反相輸