TW-CK07過程自動控製理論•計算機控製技術實驗平台

一、概況

     控製理論•計算機控製技術學習是自動化、自動控製、電子技術、電氣技術、精密儀器等專業教學中的基礎課程。係統提供集成操作軟件,通過虛擬PC示波器功能可實時、清晰的觀察控製係統的各項靜、動態特性,方便了對模擬控製係統特性的研究。微型溫度控製單元可以代替烤箱進行溫度控製實驗,加上係統配置的直流電機、步進電機、YW單容液位控製係統等控製對象,可開設控製係統課程的實驗。該係統還可擴展支持如線性係統、*優控製、係統辨識及計算機控製等現代控製理論的模擬實驗研究。

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二、係統構成

序號

產品名稱

參數

備注

1

實訓
控製平台

采用工業級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規格30*30mm,控製台背後采用門式結構,配置門鎖,方便維修檢修。
整體尺寸: 500×200×500 mm
輸入電壓:220V ±10% 50HZ
輸出電壓/電流:+5V/2A,+l2V/0.2A,-l2V/0.2A

 

2

模塊電路

(1)係統采用Intel 8088作為係統的控製計算機,擴展EPROM采用W27512,存儲空間64K,擴展RAM采用HM62256,存儲空間32K,鎖存譯碼采用CPLD器件ispLSI 1032E。
(2)信號源發生單元電路: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)非線性單元電路;        
(6)狀態指示燈單元;
(7)D/A0832數/模轉換單元電路;
(8)A/D0809模/數轉換單元電路;
(9)單節拍脈衝發生單元;  
(10)電位器單元;            
(11)-5V電源發生單元;        
(12)ULN2803驅動單元;            
(13)直流電機模塊單元(帶反饋);           
(14)步進電機模塊單元;
(15)信號測量單元: 采用PC軟件實現雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。     
(16)特殊運算環節單元;
(17)可變電阻器組單元;
(18)微型溫度控製單元;

 

3

上位軟件

係統為嵌入式控製計算機配有高度可視化的源語言級集成開發環境,集控製程序開發、調試和實驗測量分析於一體,支持彙編源語言級的編程和調試。係統還提供有一組先進的虛擬儀器功能,為用戶創造了集控製係統設計、電路構造、係統調試和測試分析諸功能一體化的實驗環境:   
  (1)雙蹤超低頻數字存儲示波器:具有實時測量和顯示、波形回放、遊標測量、波形存貯等功能。  
  (2)頻率特性分析儀:可顯示係統各頻率點的時域相應波形並進行分析,以半自動掃頻測量方式進行測量,測量完畢後即可產生極坐標圖和波特圖,由此顯示出係統的頻率特性,同時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,可應用於非線性係統的實驗特性研究。

 

4

YW單容液位控製係統

采用工業級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規格30*30mm。
整體尺寸: 520×200×660 mm
由有機玻璃水箱,水槽、水泵、和液位壓力傳感器、控製閥門、水管、24V開關電源等部件組成。
(1)水箱,水槽:采用7mm厚度透明有機玻璃材料,水箱正麵標有水位標尺,內部有設有緩衝槽。
(2)水泵:直流24V,直流無刷,磁力驅動,可調速控製流量;靜態楊程6米;*大流量960L/H;工作壽命大於20000小時;具有缺水自動保護功能;防護等級:IP68
(3)液位壓力傳感器:
全封閉式電路,具有防潮、防結露、防滲漏功能;測量形式及範圍 0~1~200mH2O
允許過載:2倍滿量程壓力  
工作溫度:-20~80℃  
溫度補償:-10~70℃  
存儲溫度:-40~80℃   
輸出信號:(0~5)V三線製
供電電源:15~36 VDC(標定電壓24VDC)  
外殼材料:304不鏽鋼O型圈  氟橡膠  
電    纜:專用防水透氣電纜
防護等級:IP68(壓力傳感器部分)
(4)開關電源:配置高性能DC24V/1.5A開關電源。

 

5

數據
采集卡

(1) 核心CPU芯片采用32 位 RISC ARM STM32,使用實時操作係統RTOS;
(2) USB2.0通訊接口;
(3) 支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次開發接口;
(4) 模擬量輸入:14位ADC分辨率率,支持同時8 路單端輸入或者4路差分輸入;
(5) 模擬量輸出:12位DAC分辨率率,2通道輸出;
l    直流電壓範圍:0~5V,波形輸出支持正弦,方
波,鋸齒,三角波任意波形
(6) 數字量輸入輸出:支持8 路輸入輸出,集電集開漏輸出,電平方式:5V TTL。
(7) 計數器/脈衝輸出:通道數:1通道;*高計數頻率:5Mhz,分辨率:32位,計數範圍:0~65535

 

6

導線

配置錐形頭鎖緊式連接線,2mm規格,接觸安全可靠。

 

7

輔材

電子版WORD文檔、保修卡、電源線、光盤盒等

 

8

完成的
實訓項目

(一)自動控製原理 實驗項目
1、 典型環節的模擬研究
2、 典型係統瞬態響應和穩定性
3、 係統校正
4、 控製係統的頻率特性
5、 典型非線性環節
6、 非線性係統(一)
7、 非線性係統(二)
8、 采樣係統分析
9、 采樣控製係統的校正
10、態反饋(極點配置)
(二)計算機控製技術 
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控製
5、*小拍有紋波係統實驗
6、*小拍無紋波係統實驗
7、大林算法控製
8、非線性控製
9、解耦控製
10、綜合控製實驗
(三)控製係統應用 
1.直流電機閉環調速實驗
2.溫度閉環控製實驗
3.步進電機調速實驗
4. 單容液位控製係統實驗