自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)裝置

一、功能要求

要求能夠滿足《自動(dòng)控制理論》、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。集運(yùn)放模擬、實(shí)際物理對(duì)象、計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制于一體。
二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)
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)配置線性系統(tǒng)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。
2、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)
1）A/D與D/A轉(zhuǎn)換
2）數(shù)字濾波
3）D(S)離散化方法的研究
4）數(shù)字PID控制的算法研究；
5）串級(jí)控制的算法研究
6）解耦控制的算法研究
7）最少拍控制的算法研究；
8）具有純滯后系統(tǒng)的大林控制算法研究
9）線性離散系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制的算法研究
10）二維模糊控制器特性及其應(yīng)用的研究；
11）單神經(jīng)元控制的算法研究；
3、實(shí)物對(duì)象實(shí)驗(yàn)
1）直流電機(jī)速度閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
2）溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
3）水箱液位閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
三、系統(tǒng)配置要求
1、控制屏：由電源單元、數(shù)據(jù)處理單元、元器件單元、3個(gè)非線性單元以及9個(gè)模擬電路單元等共16個(gè)單元組成。
1）電源單元：包括電源開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V以及1.3V～15V可調(diào)電源。
2）數(shù)據(jù)處理單元：不低于USB 2.0接口，內(nèi)部包含多路A/D采集輸入通道和D/A輸出通道。模擬量輸入：8路12位A/D采樣精度，±10V電平輸入，200K采樣速率?？赏讲杉嗦纺M量信號(hào)輸入；模擬量輸出：2路12位D/A 輸出，±10V電平輸出。數(shù)字量通道：8路TTL輸入，8路TTL輸出。雙蹤示波卡功能：雙路16位A/D采樣精度，1M采樣速率，40K采樣深度。結(jié)合上位機(jī)軟件，用以實(shí)現(xiàn)虛擬示波器、測(cè)試信號(hào)發(fā)生器等功能。
3）元器件單元：由運(yùn)放及外圍元器件構(gòu)成。
4）3個(gè)非線性環(huán)節(jié)單元：由運(yùn)放及外圍元器件構(gòu)成。
5）9個(gè)模擬電路單元：由運(yùn)算放大器與電阻，電容等器件組成的模擬電路單元。
2、控制對(duì)象配置要求
1）電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)
要求采用力矩電機(jī)，可準(zhǔn)確地反應(yīng)出控制效果，進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)速通過(guò)光電碼盤(pán)進(jìn)行檢測(cè)，并轉(zhuǎn)換后輸出1～10V轉(zhuǎn)速信號(hào)。在面板上設(shè)置有1只0～10V直流電壓表和1只轉(zhuǎn)速表，可用于電壓測(cè)量和轉(zhuǎn)速指示。
2）溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)
該模型采用熱風(fēng)控制，基于流體溫度控制原理，模仿汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度檢測(cè)控制。其特點(diǎn)是反應(yīng)速度快，控制效果好，可滿足《自動(dòng)控制原理》、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》和《現(xiàn)代控制理論》等課程的教學(xué)要求。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、模擬調(diào)節(jié)器控制的溫度控制實(shí)驗(yàn)2、開(kāi)環(huán)控制的溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)3、閉環(huán)控制的溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)4、溫度干擾控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
3）二階液位閉環(huán)控制系統(tǒng)
由兩個(gè)機(jī)玻璃水箱、驅(qū)動(dòng)水泵、不銹鋼水槽和擴(kuò)散硅液位傳感器組成。控制信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大電路控制水泵的流量。水從有機(jī)玻璃水箱的上部進(jìn)入，下部由一閥門(mén)控制水箱的出水流量。液位由傳感器檢測(cè)，輸出1～10V的液位信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，可實(shí)現(xiàn)液位的開(kāi)關(guān)控制和PID閉環(huán)控制；二階液位特性實(shí)驗(yàn)；
四、本設(shè)備需要配套電腦
1、硬件技術(shù)要求：
1）要求采用原裝電腦，非拆改配；
2）CPU不小于i5九代；
3）內(nèi)存不小于8G；（配備一塊256G的固態(tài)硬盤(pán)）
4）硬盤(pán)不小于1T；
5）接口：1 個(gè) PCI-E×16、2 個(gè)PCI-E×1、1個(gè)PCI插槽、1個(gè)M.2 PCIe插槽；
6）提供不小于21.5吋防藍(lán)光液晶顯示器；
7）鼠標(biāo)鍵盤(pán)套裝、標(biāo)配無(wú)線網(wǎng)卡+藍(lán)牙
8）正版 Windows操作系統(tǒng)。

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