LH-ZK5 自控／計控原理實驗系統(tǒng)
關鍵詞：
電工、電子、電氣、電子信息、計算機硬件和控制類教學實驗設備。
所屬分類：
LH-ZK5自控、計控原理實驗系統(tǒng)
咨詢熱線：
LH-ZK5 自控／計控原理實驗系統(tǒng)
本實驗系統(tǒng)是自控/計控二合一綜合教學實驗系統(tǒng)。它采用模塊式結構，可構造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)。還可進行以微機為控制平臺的計算機控制技術實驗教學，做到一機多用。
一、系統(tǒng)組成
1、電源：輸入單相三線～220V±10% 50Hz。輸出直流±5V/2A、±12V/0.5A 電源，均有接反和短路保護功能。
2、核心系統(tǒng)：采用8088微處理器，方便計算機控制技術軟件編程；RS232總線接口與上位機通訊（可以USB接口通信），含有上位機總清復位和人工總清復位電路， 含有自動鎖零和人工鎖零功能。
3、顯示與功能選擇：顯示測量信號與功能狀態(tài)，包括實驗過程中的電壓（-5V～+5V）、頻率、溫度、轉速等參數。
4、階躍信號發(fā)生器：由手控階躍發(fā)生0/+5v、-5v/+5v，幅度控制電位器，非線性輸出組等組成。
5、函數發(fā)生器：能輸出正弦波、斜波、方波、矩型波、繼電特性、飽和特性、死區(qū)特性和間隙特性，有開關切換，同時有數碼管顯示波形相關信息。正弦波信號頻率范圍0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ兩檔,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波形頻率范圍是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信號的幅值范圍-6V~+6V，幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。
6、運算模擬單元：提供8個實驗用OP07基本運放模擬單元，每單元的輸入回路有6組0.5%精度電阻、或 5%精度電容，反饋回路有7組0.5%精度電阻、或5%精度電容，和1個運算放大器組成。另有擴展運放模擬單元，其一可調零放大器，構成比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、比例微分環(huán)節(jié)，PID環(huán)節(jié)和典型的二階、三階系統(tǒng)等；其二校正網絡庫，可構成各種校正環(huán)節(jié)；其三是2組整形模塊。
7、提供阻容元件庫：250K、500K電位器，2組0-999.9K直讀式可變電阻，多組電容。
8、數模轉換器（D/A輸出）：電壓0～5V 或–5V～+5V。
9、2組采樣/保持器及單穩(wěn)單元電路。
10、基準電壓：提供精密基準電壓+Vref和-Vref。
11、定時/中斷單元：2組定時計數器和2路中斷源。
12、提供虛擬示波器：
1）2個通道模擬信號輸入：可測量相平面顯示，頻域對數幅頻、相頻曲線，幅相曲線等。
2）示波器的時域顯示方式：示波器的相平面顯示（X-Y）方式；示波器的頻率特性顯示方式有對數幅頻特性顯示、對數相頻特性顯示（伯德圖），幅相特性顯示方式（奈奎斯特圖），時域分析（弧度）顯示方式。
3）示波器的計算機控制顯示方式。
13、外圍控制對象：
1）步進電機（500TB）轉速、轉角控制 。
2）直流電機（PM35S）脈沖測速輸出及電壓測速輸出。
3）溫度控制模塊可調脈沖寬度輸入控制及電壓輸入控制加熱，熱敏電阻測溫（0℃～76.5℃）。
14、支持二次開發(fā)：除模擬運算單元、函數發(fā)生器外，本實驗機的8253定時器、8259中斷控制器、模數轉換器，數模轉換器地址也開放給用戶。
15、支持整個系統(tǒng)的自動檢測：可以幫助實驗管理員及時發(fā)現問題和解決問題，確保學生實驗課程的正常開展。
16、機箱：堅固型鋁合金框架，厚實的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸505×385×135mm。
二、實驗項目
(一)自動控制實驗
1、線性系統(tǒng)的時域分析
1）典型環(huán)節(jié)的模擬研究；2）二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性；3）三階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性。
2、線性控制系統(tǒng)的頻域分析（伯德圖、奈氏圖）
1）頻率特性測試；2）二階閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線；3）二階開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線 ；4）一階慣性環(huán)節(jié)的頻率特性曲線。
3、非線性系統(tǒng)的相平面分析
1）典型非線性環(huán)節(jié)；2）二階非線性控制系統(tǒng)：3）三階非線性控制系統(tǒng)。
4、線性系統(tǒng)的校正與狀態(tài)反饋:
1）線性系統(tǒng)的校正：① 頻域法串聯超前校正；② 時域法串聯比例微分校正；③ 時域法比例反饋校正 ；④ 時域法微分反饋校正
2）線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋及極點配置 。
5、采樣控制系統(tǒng)分析
6、模擬直流電機閉環(huán)調速實驗
7、模擬溫度閉環(huán)控制實驗
(二)計算機控制技術實驗
1、數/模轉換實驗
2、模/數轉換實驗
3、采樣與保持
1）采樣實驗；2）采樣/保持器實驗。
4、平滑與數字濾波實驗
1）微分與平滑；2）數字濾波 。
5、數字PID控制實驗
1）標準PID控制算法；2）積分分離PID控制算法；3）非線性PID控制算法；4）復式PID（積分分離-非線性）控制算法
6、最少拍控制系統(tǒng)
1）最少拍有紋波系統(tǒng)；2）最少拍無紋波設計。
7、大林算法
1）有明顯振鈴現象的大林算法及振鈴消除 ；2）有微弱振鈴現象的大林算法及振鈴消除；3）無振鈴現象的大林算法。
8、多變量解耦控制
1）多變量解耦控制設計
9、微機控制的二次開發(fā)
(三)控制系統(tǒng)實驗
1、直流電機閉環(huán)調速實驗
2、溫度閉環(huán)控制實驗
3、步進電機調速實驗
三、實驗室配置方案
| 序號 | 名稱 | 說明 | 數量 |
| 1 | LH-ZK5主機箱 | 含機箱、工作電源、常用信號源、實驗電路區(qū)等 | 1臺 |
| 2 | 交流電源線 | 1.5m | 1根 |
| 3 | 2號實驗導線 | 40cm | 25根 |
| 4 | 串口通信線（2、3直通） | 1.5m | 1根 |
| 5 | 實驗指導書 | 2本 |
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