信號與係統實驗係統

1、功能模塊

    A)信號發生器模塊:

可產生頻率、幅度、占空比可調的三角波、方波、正弦波。

    B)單片機低頻信號發生器模塊:

產生幾種常用信號,包括:正弦信號,單位階躍信號(方波),三角波, 單位斜變信號(鋸齒波),階梯波, 指數信號,衰減指數信號, 抽樣函數信號,高斯函數信號,衝擊信號等多種信號,通過鍵盤或按鍵輸入選擇波形種類,並用LED顯示。

    C)掃頻信號源模塊:

產生頻率周期性連續變化的正弦信號。

2、實驗模塊

    A)有源無源濾波器模塊:

主要實現低通、高通、帶通、帶阻濾波器,電路板用圖形表示,便於學生理解。

    B)基本運算單元模塊:

包括加法器,標量乘法器(同向、反向),積分器。

    C)一階電路,二階電路(串並聯RLC電路),線性時不變係統模塊:

可提供固定連接電路,或者由用擴展模塊中分立元件連接實現。

    D)二階網絡狀態變量測量模塊:

可以模擬求解係統響應,實現微分方程的模擬求解。參數和初始值可以由實驗者設置,以滿足不同實驗要求。

    E)方波合成和分解模塊:

由函數信號發生器產生方波信號,分別分解出基波及三、五、七、九次諧波,再用加法器合成方波信號。

    F)抽樣定理實驗模塊:

由單片機信號源產生抽樣信號,函數發生器產生抽樣脈衝。采用高速電子開關和低通濾波器實現。

    GAM調製與解調實驗模塊:

信號發生器產生高頻載波,單片機低頻信號發生器產生調製信號

    HFDM頻分複用實驗模塊:

演示頻分複用的實現過程。

    I)擴展模塊

TW-XKJ-1型 信號與係統/自動控製理論/計算機控製技術實驗平台




一、產品概述

      本實驗平台集“信號與係統”、“控製理論”和“計算機控製技術”典型實驗環節於一體的教學設備,它能完成“信號與係統”、“控製理論”及“計算機控製技術”教程的全部實驗內容。實驗平台配有各種測量儀表,係統功能完善,實驗內容豐富,能有效地提高學生的實際分析與解決問題的能力。



二、係統特點

1、該實驗平台具有實驗功能齊全、資源豐富、使用靈活、接線可靠、操作快捷、維護簡單等優點。

2、在實驗設計上,信號與係統實驗除了有信號的分解與合成、信號的采樣與恢複、各種濾波器等實驗外,還有一階、二階電路的各種特性研究實驗。

3、控製理論既有模擬部分的實驗,又有離散部分實驗;既有經典理論實驗,又有現代控製理論實驗。

4、計算機控製係統除了常規的實驗外,還增加了當前工業上應用廣泛、效果卓著的閉環控製技術,並通過虛擬示波器進行監控、顯示。

5、擴展性強:各個模塊及資源分布合理、布局清晰、而且具有擴展性,方便學生自己重新設計。


三、技術性能

1、輸入電源:單相三線220V±10%  50HZ

2、工作環境:溫度-10℃~+50℃  相對濕度<85%(25℃)  海拔<4000m

3、絕緣電阻:大於3MΩ

4、裝機容量:小於0.5Kva

5、外形尺寸:135cm×60clm×140cm,以產品實物為準


四、係統組成

1、電源輸入模塊:提供+5V/1.0A、-5V/0.5A、+12V/0.5A、-12V/0.5A的電源輸出。

2、函數發生器模塊:提供五種波形信號:正弦波、三角波、方波、矩形波、掃頻信號。

信號的頻率範圍:8Hz—100KHz,分四個頻段。

信號的頻率、幅度、占空比和掃速勻可調。

3、頻率計:四位數顯,測量範圍1Hz-300KHz,量程自動切換。

4、毫伏表:三位半數顯,測量範圍0~20V,頻率範圍0~100KHz。

5、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。

6、實物及相關電路:實物由直流電機、步進電機、溫度加熱三部分組成,它們可與各自的驅動電路完成直流電機閉環調速控製、步進電機轉速控製、溫度PID控製實驗。

7、自由實驗區:由運放、電容、電阻、電位器和一些自由布線區等組成。通過接線和短路塊的選擇,可以模擬各種受控對象的數學模型。


五、實驗項目

1))信號與係統實驗:

1、基本運算單元實驗

2、響應與衝激響應實驗

3、係統的模擬實驗

4、無源濾波器實驗

5、定理與信號恢複實驗

6、網絡狀態軌跡的顯示實驗

7、階電路的暫態響應實驗

8、電路的暫態響應實驗

9、電路傳輸特性實驗

10、絡函數的模擬實驗

11、衝信號的分解實驗

12、脈衝信號的合成實驗

13、度對波形合成的影響實驗


2))控製理論實驗

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、狀態反饋(極點配置)


3))計算機控製技術實驗項目

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、最小拍有紋波係統實驗

6、最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


4))計算機控製技術係統實驗

1、直流電機閉環調速實驗(實物)

2、溫度閉環控製實驗(實物)

3、步進電機調速實驗(實物)