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第一章THBDC-1控制理论·计算机控制技术实验平台简介THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台主要是针对高校“控制理论”及“计算机控制技术”这两门课程而设计的。该实验平台既考虑了学校理论教学的需要,又考虑了产品的开放性、扩展性、实用性。如产品在信号采集部分并不是采用价格低廉的单片机系统,而是采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡,在实验的设计上除了用运放来模拟各种受控对象的数学模型外,还针对性的设置了温度加热器、步进电机、直流电机、单容水箱四个实际被控对象,以便通过上位机来实现对它们输出量的自动控制。在实验电路的设计上,除了完成实验的通用单元外,还增加了非线性单元,和一些自由布线区,这样可以在受控对象中引入非线性单元或其它电路单元,以增加算法研究的深度与广度。另外还增加了实验中经常使用到的低频信号发生器、交直流数字电压表,便于实验室其它地方的使用。一、硬件部分1.直流稳压电源直流稳压电源输出为±5V、±15V及+24V。2.低频信号发生器见实验平台的低频函数信号发生器单元。低频信号发生器由单片集成函数信号发生器ICL8038及外围电路组合而成,主要输出有正弦信号、三角波信号、方波信号、斜坡信号和抛物线信号。输出频率分为T1、T2、T3为三档。每一档正弦信号的范围为:0.1Hz~3.3Hz,2.5Hz~86.4Hz,49.8Hz~1.7KHz;Vp-p值为25V,而方波信号输出幅度的Vp-p值为15V。使用时可根据需要选择合适频率的档并且调节“频率调节”和“幅度调节”两个个电位器即可调节输出信号的频率和幅值。3.实验通用单元电路见实验平台的U1~U17单元。这些单元主要由运放、电容、电阻、电位器和一些自由布线区等组成。通过接线和短路帽的选择,可以模拟各种受控对象的数学模型。其中U1为能控性与能观性单元,U2为无源器件单元,U3为带调零端的运放单元,U4为非线性单元,U5反相器单元,U6-U17为通用单元电路主要用于比例、积分、微分、惯性等环节电路的构造。4.实物及相关电路见实验平台的温度控制、直流电机、步进电机及单容水箱单元。实物由温度加热器、直流电机、步进电机、单容水箱组成,它们与各自的驱动电路和测量电路组成温度闭环控制,直流电机闭环调速控制、步进电机转速控制及单容水箱控制实验。5.USB数据采集卡及接口单元数据采集卡采用THBXD,它可直接插在IBM-PC/AT或与之兼容的计算机内,其采样频率为250K;有4路单端A/D模拟量输入,2路D/A模拟量输出,A/D与D/A转换精度均为12位;16路开关量输入,16路开关量输出。接口单元则放于实验平台内,用于实验平台与PC上位机的连接与通讯。数据采集卡接口部分包含模拟量输入输出(AI/AO)与开关量输入输出(DI/DO)两部分。其中列出AI有6路,AO有2路,DI/DO各8路。二、上位机软件上位机软件集虚拟示波器、VBScript脚本编程器、函数信号发生器等于一身。其中虚拟示波器用于显示实验波形,并具有图形和数据存储、打印功能;VBScript脚本编程器则提供了一个开放的编程环境,用户可编写各种算法及控制程序;函数信号发生器提供了正弦信号、三角波信号、方波信号、斜坡信号和抛物线信号等。详细请查阅第二章“软件安装及使用说明”部分。第二章软件安装及使用说明第一节THBDC-1上位机软件安装说明一、安装环境操作系统:Win2000二、安装步骤第一步:安装上位机软件在上位机安装光盘中双击“上位机安装程序”文件夹下的可执行文件“setup.exe”开始THBDC-1上位机软机,首先出现如图1所示的初始化界面。图1初始化完成之后自动会出现如图2所示的安装界面。图2点击图2中的“下一步”按钮将出现如图3所示的安装界面。图3 选择好要安装的目录后,点击“下一步”出现如图4的安装界面。图4然后点击“下一步”按钮,开始复制文件,如图5。图5当出现图6时,点击“确定”按钮,完成上位机软件的安装,如图6所示。图6第二步:将采集卡与计算机相连用37芯通讯线将THBXDUSB数据采集卡的37芯并行接口与实验台的采集卡接口相连。在启动实验台的电源后,再用USB电缆线将THBXDUSB数据采集卡的USB接口和计算机的USB接口相连。上面安装完成后将会在电脑的桌面和开始菜单的程序菜单中创建一个THBDC-1应用程序的快捷方式,双击此快捷方式就可运行THBDC-1上位机软件。第二节软件使用说明本上位机程序是与THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验台配套的软件,使用本软件前要确认作实验时将THBXDUSB数据采集卡的USB电缆线与计算机相连。(在连接前应保证THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验台的电源已打开,每次作实验时都应先打开实验台的电源,再将实验台的37芯与采集卡的37芯相连,最后才将U

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