TW-X37自控原理與計算機控製實驗箱

TW-X37自控原理實驗箱具有很強的開放性能、擴展性能；運算模擬單元的運放八個，每個運算模擬單元內都有實驗所需的電阻、電容等元件，可以通過短路塊和導線靈活方便的對實驗單元電路的組合，可構造出各種型式和階次的模擬環節和控製係統；從運算模擬單元獨立出來的可變電阻器組單元檔位連續，調節精度高，接線靈活多變，充分滿足於自控原理及計算機控製技術實驗教學的要求。

自動控製原理學習是自動化、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、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。

功能特點：

1．高性能的嵌入式控製計算機

係統采用Intel 8088作為係統的控製計算機，Intel 8088是INTEL公司推出的16位處理器，是麵向嵌入式工業應用而設計、開發的，其與許多常用接口如8259、8253、串口等芯片配合使用，並可擴展程序和數據存儲器，滿足於複雜的計算機控製和應用的要求。從而使計算機控製的實驗教學可以達到更高的水平。

2.開放式的控製實驗平台

實驗平台中具有各種典型信號源（階躍信號、方波信號、斜波信號、拋物波信號、正弦波信號）、模擬對象（八組運放單元）、實際對象（步進電機、直流電機、溫度控製）等單元。各單元之間的電路連接、單元內的元件選擇都可以多種方式來操作，從而提高了實驗效率。係統允許用戶根據教學內容來自行設計、開發相應的實驗項目，並支持大型的課程設計和畢業設計。

3．先進的虛擬儀器功能

係統提供了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，具有很高的性價比和教學效果。其主要性能指標如下：

(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．源語言級集成開發環境

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。

5．新型控製實驗教學內容

係統所支持的控製實驗是按照二十一世紀新自動控製和計算機控製教學體係和內容來配備的，其內容由淺入深，層次分明。

自動控製原理實驗方麵，係統提供了包括線性控製係統的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及係統校正和設計等方法的實驗研究，也提供了關於線性離散係統、非線性控製係統的實驗研究內容；另外對於現代控製理論的教學，提供了狀態空間分析實驗。

係統提供的計算機控製實驗內容主要包括：過程通道和數據采集處理、係統的數字程序控製、數字PID閉環控製、數字調節器直接設計方法的實驗研究，從而可使學生對新型智能控製算法有所了解和掌握。

在控製係統應用實驗方麵，係統提供了直流電機(快速)和溫度控製(慢速)兩種實驗對象，以構成不同的閉環係統，從而可選擇不同的控製策略或控製參數，以得到好的實時控製效果。

係統構成

（1）係統由各單元電路、8088CPU控製單元和PC機進行通訊的串口構成；

（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）驅動單元；

（13）電機單元；

（14）直流電機、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；

電源參數

1、輸入電壓：220V ±10%

2、輸出電壓/電流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A

實驗項目

（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、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

（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