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MY-313D自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

一、概述
自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠滿(mǎn)足《自動(dòng)控制理論》、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》和《現(xiàn)代控制理論》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,系統(tǒng)可采用模擬、仿真和數(shù)字RTW實(shí)時(shí)控制等多種方法開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。用戶(hù)可根據(jù)需要選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、溫度控制和液位控制系統(tǒng)等實(shí)物對(duì)象,通過(guò)對(duì)實(shí)物對(duì)象的仿真和RTW實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn),來(lái)解析速度閉環(huán)系統(tǒng)、溫度閉環(huán)控制等自控和計(jì)控經(jīng)典的控制原理和方法。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置集運(yùn)放模擬、實(shí)際物理對(duì)象、計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制于一體,有助于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,提高學(xué)生的理論理解能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,是各高校理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
1、系統(tǒng)集模擬、仿真和數(shù)字RTW實(shí)時(shí)控制為一體,實(shí)驗(yàn)由淺入深,由模擬到數(shù)字循序漸進(jìn),將傳統(tǒng)和現(xiàn)代的教學(xué)模式相結(jié)合,便于教和學(xué)。
2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)除了模擬電路環(huán)節(jié),提供了轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)、溫度閉環(huán)系統(tǒng)(大滯后)、位置隨動(dòng)系統(tǒng)和二階液位系統(tǒng)等四種具有代表性的實(shí)物為自控和計(jì)控的實(shí)驗(yàn)對(duì)象,供學(xué)校選擇。
3、系統(tǒng)配置了I/0板卡、數(shù)據(jù)采集控制板和計(jì)算機(jī),可在MATLAB/Simulink環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自控和計(jì)控的計(jì)算機(jī)仿真和硬件在環(huán)(HIL)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
4、系統(tǒng)提供了“Actlab自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)室”(Automatic Control Theory Lab)和LAB_CC計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)室(LAB_Computer Control)軟件,可采用數(shù)學(xué)建模、軟件仿真和RTW實(shí)時(shí)控制等方法完成實(shí)驗(yàn),使學(xué)生通過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)建立起科研的思路。
5、提供了開(kāi)放的硬件和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,為學(xué)生進(jìn)行自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了條件;
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)和RTW實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn)
1)典型環(huán)節(jié)的電路模擬與軟件仿真研究;
2)典型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性分析;
3)典型環(huán)節(jié)(或系統(tǒng))的頻率特性測(cè)量;
4)線性系統(tǒng)串聯(lián)校正;
5)典型非線性環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性;
6)非線性系統(tǒng)相平面法;
7)非線性系統(tǒng)描述函數(shù)法;
8)極點(diǎn)配置線性系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制;
9)采樣控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性分析的混合仿真研究;
10)采樣控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的混合仿真研究。
2、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的仿真和RTW實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn)
1)A/D與D/A轉(zhuǎn)換
2)數(shù)字濾波
3)D(S)離散化方法的研究
4)數(shù)字PID控制的算法研究
5)串級(jí)控制的算法研究
6)解耦控制的算法研究
7)二維模糊控制器特性及其應(yīng)用的研究
8)線性離散系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制的算法研究
9)具有純滯后系統(tǒng)的大林控制算法研究
10)最小拍控制的算法研究
11)積分分離PID控制算法研究
12)Smith預(yù)估補(bǔ)償算法研究
3、實(shí)物控制對(duì)象的仿真和RTW實(shí)時(shí)控制
1)直流電機(jī)速度閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);
2)溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);
3)水箱液位閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
4)角度平衡風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
5)光伏實(shí)時(shí)追蹤閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
四、實(shí)驗(yàn)臺(tái)技術(shù)說(shuō)明
1、技術(shù)條件
1)輸入電源:?jiǎn)蜗?20VAC±5%/50Hz,裝置容量:< 200VA;
2)工作環(huán)境:溫度-10℃~+40℃,相對(duì)濕度≤85%,海拔≤4000m;
3)重    量:< 50kg;
4)實(shí)驗(yàn)臺(tái)尺寸:L×W×H=1650mm×750mm×780mm;
2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)說(shuō)明
由鋁合金控制屏、實(shí)驗(yàn)?zāi)K、實(shí)驗(yàn)桌和實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線等組成。實(shí)驗(yàn)?zāi)K由交流電源、運(yùn)放模擬環(huán)節(jié)、控制計(jì)算機(jī)(學(xué)校自備)及I/O板卡、數(shù)據(jù)采集控制板和控制對(duì)象等組成。
3、系統(tǒng)配置
*(1)控制屏:由電源單元、數(shù)據(jù)處理單元、元器件單元、3個(gè)非線性單元以及9個(gè)模擬電路單元等共16個(gè)單元組成。
1)U1電源單元:包括電源開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲、+5V、-5V、+15V、-15V、0V 以及0V~15V 可調(diào)電源,提供實(shí)驗(yàn)工作電源。
2)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)處理單元:USB2.0接口,內(nèi)部包含多路A/D采集輸入通道和D/A輸出通道。
模擬量輸入:8路12位A/D采樣精度,±10V電平輸入,200K采樣速率?赏讲杉嗦纺M量信號(hào)輸入;
模擬量輸出:2路12位D/A輸出,±10V電平輸出。
數(shù)字量通道:8路TTL輸入,8路TTL輸出。
雙蹤示波卡功能:雙路16位A/D采樣精度,1M采樣速率,40K采樣深度。結(jié)合上位機(jī)軟件,用以實(shí)現(xiàn)虛擬示波器、測(cè)試信號(hào)發(fā)生器等功能。
3)U4元器件單元:由運(yùn)放及外圍元器件構(gòu)成。
4)U5-U7 3 個(gè)非線性環(huán)節(jié)單元:由運(yùn)放及外圍元器件構(gòu)成。
單元U5可選擇具有死區(qū)特性或間隙特性的非線性環(huán)節(jié)模擬電路。單元U6為具有繼電特性的非線性環(huán)節(jié)模擬電路。單元U7為具有飽和特性的非線性環(huán)節(jié)模擬電路。
5)U8-U16 9 個(gè)模擬電路單元:由運(yùn)算放大器與電阻,電容等器件組成的模擬電路單元。其中U8為反相器。U9-U16的每個(gè)單元均有場(chǎng)效應(yīng)管組成的鎖零電路和運(yùn)放調(diào)零電路。
(2)控制對(duì)象配置
1)ACT-DT1電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)
采用力矩電機(jī),可準(zhǔn)確地反應(yīng)出控制效果,進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)速通過(guò)光電碼盤(pán)進(jìn)行檢測(cè),并轉(zhuǎn)換后輸出 1~10V 轉(zhuǎn)速信號(hào)。在面板上設(shè)置有 1 只 0~10V 直流電壓表和 1 只轉(zhuǎn)速表,可用于電壓測(cè)量和轉(zhuǎn)速指示。
 
2)ACT-WKB溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)
該模型采用熱風(fēng)控制,基于流體溫度控制原理,模仿汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度檢測(cè)控制。其特點(diǎn)是反應(yīng)速度快,控制效果好,可滿(mǎn)足《自動(dòng)控制原理》、《現(xiàn)代控制理論》等課程的教學(xué)要求。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
a.模擬調(diào)節(jié)器控制的溫度控制實(shí)驗(yàn);
b.開(kāi)環(huán)控制的溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);
c.閉環(huán)控制的溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);
d.溫度干擾控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 
3)ACT-YK4二階液位控制系統(tǒng)
系統(tǒng)由水箱、電源、傳感器、水泵、管路及金屬框架組成。
水箱3只:2只控制水箱和1只儲(chǔ)水箱。2只控制水箱安置在上下兩層,其主要任務(wù)是為完成二階液位特性實(shí)驗(yàn)和水箱液位控制實(shí)驗(yàn)。在控制水箱的底部安裝了兩水閥,打開(kāi)時(shí)可以充當(dāng)干擾的作用。儲(chǔ)水箱的主要作用是儲(chǔ)水用的。向控制水箱提供水,同時(shí)也擔(dān)任把水回收的重要任務(wù)。電源模塊:主要為水泵和傳感器提供電源、系統(tǒng)的反饋信號(hào)等。金屬框架:主要安裝水箱、管路、水泵、液位傳感器等實(shí)驗(yàn)元件,構(gòu)成二階液位控制對(duì)象:水泵:是系統(tǒng)的供水系統(tǒng),通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)定值和反饋信號(hào)達(dá)到液位控制的目的。
4)角度平衡風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
系統(tǒng)由角度傳感器,風(fēng)機(jī)、指針擋板、驅(qū)動(dòng)電路框架組成。
2路風(fēng)機(jī)分別安裝在擋板兩側(cè),通過(guò)控制兩側(cè)風(fēng)機(jī)的電壓,平衡兩側(cè)吹力,使得擋板處于某個(gè)固定的設(shè)定角度。角度控制范圍0-180度,穩(wěn)定精度要求±3度,驅(qū)動(dòng)兩路只要是通過(guò)MOS控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)力大小,角度傳感器電壓轉(zhuǎn)換輸出AD采集的電壓范圍。
5)光伏實(shí)時(shí)追蹤閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
系統(tǒng)由光敏傳感器,電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路,調(diào)理電路框架組成。
3路光敏傳感器,分別檢測(cè)環(huán)境光強(qiáng)、光照左側(cè)和右側(cè)光強(qiáng),通過(guò)兩側(cè)光照差值,尋找光源位置。驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn),尋找光源位置。調(diào)理電路復(fù)制采集轉(zhuǎn)換光敏電壓,輸出給單片機(jī)的ADC端口。電源模塊負(fù)責(zé)整體的設(shè)備供電,通過(guò)采集的電壓值和電機(jī)控制,精準(zhǔn)尋找光源位置,穩(wěn)定誤差不超過(guò)±5度。
*(3)上位機(jī)控制軟件功能介紹
1)Actlab自動(dòng)控制理論實(shí)驗(yàn)室軟件說(shuō)明
采用LabVIEW設(shè)計(jì)而成,可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇與編輯,數(shù)據(jù)采集,特性曲線的分析、比較、文件存取等。
主要功能:
①數(shù)字顯示幅值和頻率;
②可實(shí)現(xiàn)光標(biāo)跟蹤定位和測(cè)量;
③實(shí)驗(yàn)波形的存儲(chǔ);
④采用同一界面化編程,去除了很多級(jí)聯(lián)菜單,可以同時(shí)頻域特性?xún)煞N表示方式;如頻域?qū)嶒?yàn)中,Bode Plot、Nyquist Plot、X-t Plot均在同一界面顯示,可以同時(shí)比較直觀地看到頻域特性?xún)煞N表示方式特點(diǎn)。界面豐富,色彩可以根據(jù)需要采用多種色彩組合,界面比較豐富形象化。
⑤可在同一圖形控件中同時(shí)顯示多條波形。波形顯示與否是可選的,可以在同一圖形控件中同時(shí)顯示多條波形,也可以全部不顯示。
實(shí)驗(yàn)中,增加了“暫停”功能,這一功能將不會(huì)使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中斷,重新開(kāi)始實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以隨意改變實(shí)驗(yàn)參數(shù),不需要停止實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中,也可以隨意更換A/D、D/A端口,不需要停止實(shí)驗(yàn),只需要將硬件上的接線更換。
實(shí)驗(yàn)波形數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)采集上來(lái)的數(shù)據(jù),在不“暫停”的情況下,可以改變硬件上的參數(shù)或者軟件上的實(shí)驗(yàn)參數(shù),采集上來(lái)的實(shí)驗(yàn)波形實(shí)時(shí)更新。
2)LAB_CC計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)室軟件說(shuō)明
LAB_CC計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)室軟件與ACCT-III 型實(shí)驗(yàn)臺(tái)構(gòu)成了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。計(jì)控實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程全部知識(shí)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)?zāi)J桨琈atlab仿真實(shí)驗(yàn)、運(yùn)放模擬對(duì)象實(shí)驗(yàn)、實(shí)物對(duì)象控制實(shí)驗(yàn)。

友情提示:
1、設(shè)備驗(yàn)收:各采購(gòu)單位收貨時(shí)請(qǐng)檢查
自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的貨品外觀,核實(shí)自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的數(shù)量及配件,拒收處于受損狀態(tài)的設(shè)備;
2、設(shè)備質(zhì)保:茂育將為各采購(gòu)單位提供自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說(shuō)明書(shū)和質(zhì)保期,在質(zhì)保范圍內(nèi)提供對(duì)自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的免費(fèi)維修,超出條件承諾時(shí)提供對(duì)設(shè)備的有償維修;
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4、設(shè)備貨期:自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)貨期為參考值,如您需要了解自動(dòng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的精確貨期,請(qǐng)與上海茂育公司的銷(xiāo)售人員聯(lián)系;
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