SB-ZKYLA自动控制原理实验箱
自动控制原理实验室设备是信息与自动化学院的专业实验室。通过本实验室的实验教学，使学生认识和掌握自动控制系统的建模、分析和设计。实验内容由浅入深，由验证性实验到综合性实验，逐步实现从基本原理的直接验证到综合实验的方案设计和实现，深入掌握自动控制原理的精髓，培养学生掌握工程上常用的分析、计算和调试方法，做到理论与实际相结合，对提高学生分析问题、解决问题的工程实践能力具有重要的意义。
一、系统组成
1、电源：输入单相三线～220V±10% 50Hz。输出直流5V/2A、±12V/0.5A 电源，均有接反和短路保护功能。
2、核心系统：采用8088微处理器，方便计算机控制技术软件编程；RS232总线接口与上位机通讯（可以USB接口通信），含有上位机总清复位和人工总清复位电路，含有自动锁零和人工锁零功能。
3、函数发生器：实验机自带信号测量和信号显示模块
可测量信号电压（-5V～+5V）、频率、温度、转速等参数。
4、阶跃信号发生器：由手控阶跃发生（0/+5v、-5v/+5v），幅度控制（电位器），非线性输出组。
5、函数信号发生器：能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性，有开关切换，同时有数码管显示波形相关信息。正弦波信号频率范围0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波形频率范围是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信号的幅值范围-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、运算模拟单元：提供8个OP07基本运放模拟单元（实验用），每单元的输入回路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容，反馈回路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容，和1个运算放大器组成。另有扩展运放模拟单元，其一可调零放大器，构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等；其二校正网络库，可构成各种校正环节；其三是2组整形模块。
7、提供阻容元件库：250K、500K电位器，2组0-999.9K直读式可变电阻，多组电容。
8、1组D/A输出:电压0～5V 或-5V～+5V。
9、4路A/D输入:其中有2个通道为0～+5v电压输入，2个通道为-5v～+5v电压输入。
10、2组采样保持器及单稳单元电路。
11、提供精密基准电压+Vref和-Vref。
12、定时和中断单元：2组定时计数器和2路中断源。
9、提供虚拟示波器：
1）2个通道模拟信号输入：可测量相平面显示，频域对数幅频、相频曲线，幅相曲线等。
2）示波器的时域显示方式：示波器的相平面显示（X-Y）方式；示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示（伯德图），幅相特性显示方式（奈奎斯特图），时域分析（弧度）显示方式。
3）示波器的计算机控制显示方式。
10、外围控制对象
1）步进电机（35BY48）转速、转角控制。
2）直流电机（BY25）脉冲测速输出及电压测速输出。
3）温度模块可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热，热敏电阻测温（0℃～76.5℃）。
11、支持二次开发：除模拟运算单元、函数发生器外，本实验机的8253定时器、8259中断控制器、模数转换器，数模转换器地址也开放给用户。
12、机箱：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 480×360×120mm。
二、实验项目
自动控制实验
1、线性系统的时域分析：
1）典型环节的模拟研究 ；
2)二阶系统瞬态响应和稳定性;
3)三阶系统的瞬态响应和稳定性。
2、线性控制系统的频域分析（伯德图、奈氏图）：
1）惯性环节的频率特性曲线；
2）二阶闭环系统的频率特性曲线；
3）二阶开环系统的频率特性曲线 ；
4） 频率特性的时域分析。
3、非线性系统的相平面分析：
1）典型非线性环节；
2）二阶非线性控制系统：
3）三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正；
① 频域法串联超前校正；
② 时域法串联比例微分校正；
③ 时域法比例反馈校正 ；
④ 时域法微分反馈校正；
2)线性系统的状态反馈及极点配置 。
5、采样控制系统分析
6、模拟直流电机闭环调速实验
7、模拟温度闭环控制实验
计算机控制技术实验
1、数/模转换实验
2、模/数转换实验
3、采样与保持：
1）采样实验；
2）采样/保持器实验；
3）采样/保持控制系统分析举例。
4、平滑与数字滤波实验 ：
1）微分与平滑 ；
2）数字滤波 。
5、数字PID控制实验：
1）标准PID控制算法，
2）积分分离PID控制算法：
3）非线性PID控制算法；
4）积分分离--砰砰复式PID控制算法
6、最少拍控制系统 ：
1）最少拍有纹波系统；
2）最少拍无纹波设计；
3）最少拍控制系统设计举例。
7、大林算法：
1）有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ；
2）有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除；
3）无振铃现象的大林算法。
8、多变量解耦控制：
1）多变量解耦控制设计；
2）多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次开发
控制系统实验
1、直流电机闭环调速实验
2、温度闭环控制实验
3、步进电机调速实验
4、模拟/数字混合温度闭环控制实验
四、实验箱配置
|
序号 |
名称 |
说明 |
数量 |
|
1 |
主机箱 |
含机箱、工作电源、常用信号源、实验电路区等 |
1台 |
|
2 |
交流电源线 |
1.5m |
1根 |
|
3 |
2号实验导线 |
40cm |
25根 |
|
4 |
串口通信线（2、3直通） |
1.5m |
1根 |
|
5 |
实验指导书 |
|
2本 |
附：使用本实验箱需配套仪器仪表：电脑、万用表和示波器（可以选配，实验箱上自带示波器）。
