自控理論實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、求是教儀求是教儀自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1概述一、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能特點(diǎn)一、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能特點(diǎn)1系統(tǒng)可以按教學(xué)需要組合，滿足“自動(dòng)控制原理”課程初級(jí)與高級(jí)實(shí)驗(yàn)的需要。只配備ACTI實(shí)驗(yàn)箱，則實(shí)驗(yàn)時(shí)另需配備示波器，且只能完成部分基本實(shí)驗(yàn)。要完成與軟件仿真、混合仿真有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，則必須配備上位機(jī)（包含相應(yīng)軟件）及并口通訊線。2ACTI實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)含有實(shí)驗(yàn)必要的電源、信號(hào)發(fā)生器以及非線性與高階電模擬單元，可根據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行靈活組合，構(gòu)成各種典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)

2、。此外，ACTI實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)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(jī)的通訊。3配備PC微機(jī)作操作臺(tái)時(shí)，將高效率支持“自動(dòng)控制原理”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)提供界面友好、功能豐富的上位機(jī)軟件。PC微機(jī)在實(shí)驗(yàn)中，除了滿足軟件仿真需要外，又可成為測(cè)試所需的虛擬示波器、測(cè)試信號(hào)發(fā)生器以及具有很強(qiáng)柔性的數(shù)字控制器。4系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)，充分考慮了開放型、研究型實(shí)驗(yàn)的需要。除了指導(dǎo)書所提供的10個(gè)實(shí)驗(yàn)外，還可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。5增加選件（如MCL13

3、或MCL14）后，可構(gòu)成綜合性很強(qiáng)的以感應(yīng)電機(jī)或直流方波無刷電機(jī)為具體控制對(duì)象的研究型高級(jí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由上位PC微機(jī)（含實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上位機(jī)軟件）、ACTI實(shí)驗(yàn)箱、并行通訊線等組成。ACTI實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)裝有以AD?C812芯片（含數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件）為核心構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理卡，通過并口與PC微機(jī)連接。1實(shí)驗(yàn)箱ACTI簡(jiǎn)介ACTI控制理論實(shí)驗(yàn)箱主要由電源部分U1單元、信號(hào)源部分U2單元、與PC機(jī)進(jìn)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(gè)單元組成，詳見附圖。(1)電源單元U1包括電源開關(guān)、保險(xiǎn)絲、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V以及1.3V～15V可調(diào)電壓的輸出，它們提供了實(shí)驗(yàn)箱所需的所有工作電源。求是教儀求是教儀自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書3U8～U16為由運(yùn)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(shí)驗(yàn)時(shí)通常用作反號(hào)器。U9～U16的每個(gè)單元內(nèi)，都有用場(chǎng)效應(yīng)管組成的鎖零

5、電路和運(yùn)放調(diào)零電位器。2系統(tǒng)上位機(jī)軟件要完成軟件仿真與采樣系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，必須配備上位機(jī)，并安裝《ACTI自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)上位機(jī)軟件》。該軟件借助于控制箱內(nèi)“數(shù)據(jù)處理單元U3”的配合，具有虛擬示波器、測(cè)試信號(hào)發(fā)生器以及數(shù)字控制器的功能。有關(guān)這些功能的說明以及使用、操作方法，詳見《ACTI自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)上位機(jī)軟件使用說明書》。三、自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(dòng)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(cè)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(diǎn)配置全狀態(tài)反饋控制；9采樣控制系統(tǒng)動(dòng)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(shí)驗(yàn)，必須配備上位計(jì)算機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前U9～U16單元內(nèi)的運(yùn)放需要調(diào)零。2運(yùn)算放大器邊上的鎖零點(diǎn)G接線要正確。不需要鎖零時(shí)（運(yùn)放構(gòu)成環(huán)節(jié)

7、中不含電容或輸入信號(hào)為正弦波時(shí)），必須把G與15V相連；在需要鎖零時(shí)，必須與其輸入信號(hào)同步的鎖零信號(hào)相連。如在采用PC產(chǎn)生的經(jīng)DA通道輸出的信號(hào)O1作為該環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的輸入時(shí)，運(yùn)放的鎖零信號(hào)G應(yīng)連U3單元的G1（對(duì)應(yīng)O1）；類似地，如采用PC產(chǎn)生的信號(hào)O2作輸入，則鎖零信號(hào)G應(yīng)連U3單元的G2（對(duì)應(yīng)O2）。鎖零主要用于對(duì)電容充電后需要放電的場(chǎng)合，一般不需要鎖零。3在設(shè)計(jì)和連接被控對(duì)象或系統(tǒng)的模擬電路時(shí)，要特別注意，實(shí)驗(yàn)箱上的運(yùn)放都是反相輸