自動控制原理綜合實(shí)驗(yàn)裝置
功能、作用介紹
自動控制原理綜合實(shí)驗(yàn)裝置是根據(jù)我校本科電氣工程及其自動化專業(yè)《自動控制控制原理》課程教學(xué)大綱的要求，為滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求而設(shè)計的，能完成大綱要求的全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括驗(yàn)證性、設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解和掌握自動控制原理的基本思想和控制系統(tǒng)的基本設(shè)計方法，將理論與工程實(shí)際聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。目前該裝置已經(jīng)應(yīng)用于我校電氣學(xué)院、水電學(xué)院的《信號與控制綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)中。
1、實(shí)驗(yàn)裝置主要包含以下內(nèi)容：
(1)實(shí)驗(yàn)電源
輸入：交流220V
輸出：±12V/0.5A、±5V/0.5A
(2)-5~+5V可調(diào)階躍信號
(3)運(yùn)算放大器單元電路
采用OP07芯片構(gòu)成12個運(yùn)算放大器單元，所有芯片都接好正負(fù)工作電源和需要的保護(hù)電路。利用運(yùn)算放大器可以很方便的搭建各種控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)，如比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)等等，然后再根據(jù)傳遞函數(shù)將他們連接起來構(gòu)成一個模擬控制系統(tǒng)，其中各環(huán)節(jié)及其參數(shù)都可以很方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)和更改，學(xué)生可以利用這部分電路來學(xué)習(xí)和掌握自動控制原理基本理論，了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或參數(shù)變化對控制系統(tǒng)性能的影響。
每個運(yùn)放的輸入輸出端口都設(shè)置了插孔，通過特制的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將電阻、電容等元件連入電路，從而構(gòu)成實(shí)驗(yàn)者所需的各環(huán)節(jié)。為了減少連線的數(shù)量，增強(qiáng)電路的靈活性和穩(wěn)定性，將運(yùn)算放大器單元按4個一組分成3組，每組采用不同的連接形式。第一組運(yùn)放接成反向放大電路的形式，正向輸入端通過電阻接地，反向輸入端連接5個常用阻值的電阻(另一端懸空接插線孔)，輸出端連接5個常用容值的電容(另一端懸空接插線孔);第二組運(yùn)放也接成反向放大電路，但是沒有連接電阻電容元件，可以從元件庫選取;第三組運(yùn)放直接將輸入、輸出端口引出，便于學(xué)生連接自行設(shè)計的電路。
(4)元件庫
包含24個常用電阻、24個常用電容、8個精密電位器，所有元件兩端連插線孔，可以方便的連入電路中。
(5)單片機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)
本系統(tǒng)主要由單片機(jī)89E58RDA40及其外圍電路組成，能實(shí)現(xiàn)運(yùn)算控制、AD/DA轉(zhuǎn)換、數(shù)碼顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)然竟δ?，系統(tǒng)所有輸入輸出端口均通過插線孔引出，因而能夠方便地與外部控制對象連接。這部分電路主要為方便學(xué)生進(jìn)行數(shù)字控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與設(shè)計，通過豐富的外部實(shí)驗(yàn)對象，學(xué)生可以完成自己設(shè)計的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而增強(qiáng)對本門課程理論知識的理解和提高實(shí)際運(yùn)用能力。
2、利用本實(shí)驗(yàn)裝置可以完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
典型環(huán)節(jié)的模擬
二階系統(tǒng)的模擬與動態(tài)性能研究
二階系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能研究
三階系統(tǒng)的模擬與研究
系統(tǒng)能控性與能觀性分析
線性自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與校正
控制系統(tǒng)極點(diǎn)的任意配置
具有內(nèi)部模型的狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)
狀態(tài)觀測器及其應(yīng)用
水位控制系統(tǒng)
溫度控制
直流電機(jī)速度控制
電力電子電路的電壓電流控制
自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)
作品名稱：自動控制原理綜合實(shí)驗(yàn)裝置
學(xué)?；騿挝唬喝A中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院
