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SBKBS-805自控原理及計算機控制技術(shù)教學(xué)實(shí)驗系統
一、產(chǎn)品概況
自控原理及計算機控制技術(shù)教學(xué)實(shí)驗系統，自動(dòng)控制原理學(xué)習是自動(dòng)化、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、電氣技術(shù)、精密儀器等專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的基礎課程。系統提供集成操作軟件，通過(guò)虛擬PC示波器功能可實(shí)時(shí)、清晰的觀(guān)察控制系統的各項靜、動(dòng)態(tài)特性，方便了對模擬控制系統特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進(jìn)行溫度控制實(shí)驗，加上系統配置的直流電機、步進(jìn)電機等控制對象，可開(kāi)設控制系統課程的實(shí)驗。該系統還可擴展支持如線(xiàn)性系統、最優(yōu)控制、系統辨識及計算機控制等現代控制理論的模擬實(shí)驗研究。
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二、功能特點(diǎn)：
1．高性能的嵌入式控制計算機
系統采用Intel 8088作為系統的控制計算機，Intel 8088是INTEL公司推出的16位處理器，是面向嵌入式工業(yè)應用而設計、開(kāi)發(fā)的，其與許多常用接口如8259、8253、串口等芯片配合使用，并可擴展程序和數據存儲器，滿(mǎn)足于復雜的計算機控制和應用的要求。從而使計算機控制的實(shí)驗教學(xué)可以達到更高的水平。
2.開(kāi)放式的控制實(shí)驗平臺
自動(dòng)控制原理實(shí)驗平臺中具有各種典型信號源（階躍信號、方波信號、斜波信號、拋物波信號、正弦波信號）、模擬對象（八組運放單元）、實(shí)際對象（步進(jìn)電機、直流電機、溫度控制）等單元。各單元之間的電路連接、單元內的元件選擇都可以多種方式來(lái)操作，從而極大地提高了實(shí)驗效率。系統允許用戶(hù)根據教學(xué)內容來(lái)自行設計、開(kāi)發(fā)相應的實(shí)驗項目，并支持大型的課程設計和畢業(yè)設計。
3．先進(jìn)的虛擬儀器功能
系統提供了一組先進(jìn)的虛擬儀器功能，為用戶(hù)創(chuàng )造了集控制系統設計、電路構造、系統調試和測試分析諸功能一體化的實(shí)驗環(huán)境，具有很高的性?xún)r(jià)比和極佳的教學(xué)效果。其主要性能指標如下：
(1)雙蹤超低頻數字存儲示波器：具有實(shí)時(shí)測量和顯示、波形回放、游標測 量、波形存貯等功能。
(2) 頻率特性分析儀：可顯示系統各頻率點(diǎn)的時(shí)域相應波形并進(jìn)行分析，以半自動(dòng)掃頻測量方式進(jìn)行測量，測量完畢后即可產(chǎn)生極坐標圖和波特圖，由此顯示出系統的頻率特性，同時(shí)還具有圖形保存功能。
(3) X_Y測量：將兩路測量信號以X_Y坐標的形式顯示，具有波形刷新和波形存貯功能，可應用于非線(xiàn)性系統的實(shí)驗特性研究。
4．源語(yǔ)言級集成開(kāi)發(fā)環(huán)境
系統為嵌入式控制計算機配有高度可視化的源語(yǔ)言級集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，集控制程序開(kāi)發(fā)、調試和實(shí)驗測量分析于一體，支持匯編源語(yǔ)言級的編程和調試。
5．新型控制實(shí)驗教學(xué)內容
系統所支持的控制實(shí)驗是按照二十一世紀最新自動(dòng)控制和計算機控制教學(xué)體系和內容來(lái)配備的，其內容由淺入深，層次分明。
自動(dòng)控制原理實(shí)驗方面，系統提供了包括線(xiàn)性控制系統的時(shí)域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及系統校正和設計等方法的實(shí)驗研究，也提供了關(guān)于線(xiàn)性離散系統、非線(xiàn)性控制系統的實(shí)驗研究?jì)热�；另外對于現代控制理論的教學(xué)，提供了狀態(tài)空間分析實(shí)驗。
系統提供的計算機控制實(shí)驗內容主要包括：過(guò)程通道和數據采集處理、系統的數字程序控制、數字PID閉環(huán)控制、數字調節器直接設計方法的實(shí)驗研究，從而可使學(xué)生對新型智能控制算法有所了解和掌握。在控制系統應用實(shí)驗方面，系統提供了直流電機(快速)和溫度控制(慢速)兩種實(shí)驗對象，以構成不同的閉環(huán)系統，從而可選擇不同的控制策略或控制參數，以得到最好的實(shí)時(shí)控制效果。
系統構成
（1）系統由各單元電路、8088CPU控制單元和PC機進(jìn)行通訊的串口構成；
（2）信號源發(fā)生單元電路：正弦波、方波、斜波及拋物波，信號周期在2毫秒至30秒之間可調；
（3）采樣保恃器及單穩單元電路；
（4）運算模擬單元電路；
（5）非線(xiàn)性單元電路；
（6）狀態(tài)指示燈單元；
（7）D/A0832數/模轉換單元電路；
（8）A/D0809模/數轉換單元電路；
（9）單節拍脈沖發(fā)生單元；
（10）電位器單元；
（11）－5V電源發(fā)生單元；
（12）驅動(dòng)單元；
（13）電機單元；
（14）直流電機、步進(jìn)電機模塊單元；
（15）信號測量單元： 采用PC軟件實(shí)現雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。
（16）特殊運算環(huán)節單元；
（17）可變電阻器組單元；
（18）微型溫度控制單元；
電源參數
1、輸入電壓：220V ±10%
2、輸出電壓/電流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A
實(shí)驗項目
（一）自動(dòng)控制原理 實(shí)驗項目
1、典型環(huán)節的模擬研究
2、典型系統瞬態(tài)響應和穩定性
3、系統校正
4、控制系統的頻率特性
5、典型非線(xiàn)性環(huán)節
6、非線(xiàn)性系統（一）
7、非線(xiàn)性系統（二）
8、采樣系統分析
9、采樣控制系統的校正
10、態(tài)反饋（極點(diǎn)配置）
（二）計算機控制技術(shù)
1、A/D，D/A轉換
2、采樣保持器
3、數字濾波
4、積分分離式PID控制
5、最小拍有紋波系統實(shí)驗
6、最小拍無(wú)紋波系統實(shí)驗
7、大林算法控制
8、非線(xiàn)性控制
9、解耦控制
10、綜合控制實(shí)驗
（三）控制系統應用
1.直流電機閉環(huán)調速實(shí)驗
2.溫度閉環(huán)控制實(shí)驗
3.步進(jìn)電機調速實(shí)驗
