SB-ZK5自控计控原理实验箱

自控计控原理实验箱是自控/计控二合一的教学实验系统。它采用模块式结构，可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。还可进行以微机为控制平台的计算机控制技术实验教学，做到一机多用。

一、系统组成

1、电源：输入单相三线～220V±10%  50Hz。输出直流5V/2A、±12V/0.5A 电源，均有接反和短路保护功能。

2、核心系统：采用8088微处理器，方便计算机控制技术软件编程；RS232总线接口与上位机通讯(可以USB接口通信)，含有上位机总清复位和人工总清复位电路， 含有自动锁零和人工锁零功能。

3、函数发生器：实验机自带信号测量和信号显示模块

可测量信号电压(-5V～+5V)、频率、温度、转速等参数。

4、阶跃信号发生器：由手控阶跃发生(0/+5v、-5v/+5v)，幅度控制(电位器)，非线性输出组。

5、函数信号发生器：能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性，有开关切换，同时有数码管显示波形相关信息。正弦波信号频率范围0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波形频率范围是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信号的幅值范围-6V~+6V，幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。

6、运算模拟单元：提供8个OP07基本运放模拟单元(实验用)，每单元的输入回路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容，反馈回路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容，和1个运算放大器组成。另有扩展运放模拟单元，其一可调零放大器，构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等；其二校正网络库，可构成各种校正环节；其三是2组整形模块。

7、提供阻容元件库：250K、500K电位器，2组0-999.9K直读式可变电阻，多组电容。

8、1组D/A输出:电压0～5V 或-5V～+5V。

9、4路A/D输入:其中有2个通道为0～+5v电压输入，2个通道为-5v～+5v电压输入。

10、2组采样保持器及单稳单元电路。

11、提供精密基准电压+Vref和-Vref。

12、定时和中断单元：2组定时计数器和2路中断源。

9、提供虚拟示波器：

1)2个通道模拟信号输入：可测量相平面显示，频域对数幅频、相频曲线，幅相曲线等。

2)示波器的时域显示方式：示波器的相平面显示(X-Y)方式；示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示(伯德图)，幅相特性显示方式(奈奎斯特图)，时域分析(弧度)显示方式。

3)示波器的计算机控制显示方式。

10、外围控制对象

1)步进电机(35BY48)转速、转角控制

。

2)直流电机(BY25)脉冲测速输出及电压测速输出。

3)温度模块可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热，热敏电阻测温(0℃～76.5℃)。

11、支持二次开发：除模拟运算单元、函数发生器外，本实验机的8253定时器、8259中断控制器、模数转换器，数模转换器地址也开放给用户。

12、机箱：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 480×360×120mm。

二、实验项目

自动控制实验

1、线性系统的时域分析：

1)典型环节的模拟研究 ；

2)二阶系统瞬态响应和稳定性;

3)三阶系统的瞬态响应和稳定性。

2、线性控制系统的频域分析(伯德图、奈氏图)：

1)惯性环节的频率特性曲线；

2)二阶闭环系统的频率特性曲线；

3)二阶开环系统的频率特性曲线 ；

4)  频率特性的时域分析。

3、非线性系统的相平面分析：

1)典型非线性环节；

2)二阶非线性控制系统：

3)三阶非线性控制系统。

4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正；

① 频域法串联超前校正；

② 时域法串联比例微分校正；

③ 时域法比例反馈校正 ；

④ 时域法微分反馈校正；

2)线性系统的状态反馈及极点配置

5、采样控制系统分析

6、模拟直流电机闭环调速实验

7、模拟温度闭环控制实验

计算机控制技术实验

1、数/模转换实验

2、模/数转换实验

3、采样与保持：

1)采样实验；

2)采样/保持器实验；

3)采样/保持控制系统分析举例。

4、平滑与数字滤波实验 ：

1)微分与平滑 ；

2)数字滤波 。

5、数字PID控制实验：

1)标准PID控制算法，

2)积分分离PID控制算法：

3)非线性PID控制算法；

4)积分分离--砰砰复式PID控制算法

6、最少拍控制系统 ：

1)最少拍有纹波系统；

2)最少拍无纹波设计；

3)最少拍控制系统设计举例。

7、大林算法：

1)有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ；

2)有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除；

3)无振铃现象的大林算法。

8、多变量解耦控制：

1)多变量解耦控制设计；

2)多变量解耦控制设计。

9、微机控制的二次开发

控制系统实验

1、直流电机闭环调速实验

2、温度闭环控制实验

3、步进电机调速实验

4、模拟/数字混合温度闭环控制实验

四、实验箱配置

序号

名称

说明

数量

1

SB-ZK5主机箱

含机箱、工作电源、常用信号源、实验电路区等

1台

2

交流电源线

1.5m

1根

3

2号实验导线

40cm

25根

4

串口通信线(2、3直通)

1.5m

1根

5

实验指导书

2本

附：使用本实验箱需配套仪器仪表：电脑、万用表和示波器(可以选配，实验箱上自带示波器)。