自控原理是一種用于描述和分析自動控制系統行為的理論框架。通過理解自控原理,我們能夠設計和優化自動化系統,提高其效率和穩定性。而計算機控制實驗平臺則是為了幫助我們在實踐中應用自控原理。它允許我們模擬和測試不同的控制算法,評估其性能,并對系統進行驗證。
現在你可能會問,為什么自控原理與計算機控制實驗平臺如此重要?首先,自控原理在各個領域都有廣泛的應用,包括工業控制、交通系統、航空航天等。了解自控原理不僅有助于我們理解這些系統的運行原理,還可以提供解決問題的思路和方法。
其次,計算機控制實驗平臺為我們提供了一個安全、便捷的測試環境。通過模擬真實場景并進行實驗,我們可以觀察和分析不同控制算法的表現,優化系統的性能。這種實驗平臺不僅節省了實際試驗的時間和成本,還提供了一個可控的環境,使我們能夠更好地理解和掌握自控原理。
當然,要真正從自控原理與計算機控制實驗平臺中受益,我們需要進行系統學*和深入探索。通過學*自控原理的基本概念、數學模型和常見算法,我們可以更好地理解和應用這些理論。同時,通過實際操作計算機控制實驗平臺,我們可以加深對自控原理的理解,并培養實驗和問題解決能力。
在這個數字化時代,自控原理與計算機控制實驗平臺的重要性不言而喻。無論你是對自動控制感興趣的學生、研究人員,還是從業人員,掌握這些知識和技能都將使你在職場中更有競爭力。所以,讓我們一起踏上自控原理和計算機控制實驗平臺的學*之旅吧!
DB-SD42 自控原理與計算機控制實驗平臺
一、概況
自動控制原理學習是自動化、自動控制、電子技術、電氣技術、精密儀器等專業教學中的基礎課程。自控原理與計算機控制實驗平臺提供集成嵌入式自控計控核心模塊、操作軟件,通過虛擬PC示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統的各項靜、動態特性,方便了對模擬控制系統特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進行溫度控制實驗,加上系統配置的直流電機、步進電機等控制對象,可開設控制系統課程的實驗。該系統還可擴展支持如線性系統、最優控制、系統辨識及計算機控制等現代控制理論的模擬實驗研究。
二、實驗平臺內置嵌入式自控計控核心模塊
1. 核心芯片:HD4000,雙核雙線程/主頻2.4Ghz/睿頻2.6 GHZ,4G內存,支持上電自啟動。
2. 15寸高亮度350cd/m2顯示屏,10點電容觸摸,操作快捷,方便。
3. 提供1個 千兆網口,2個RS232接口,4個 USB接口。
4. 全鋁密封,工控級別防塵,防靜電,抗干擾。
5. 前面板防塵防水,IP65防護等級,有效防止噴濺的水滴和油脂進入。
6. 極速被動散熱,熱量從鋁塊和鋁合金后蓋快速散出,經過高低溫箱長時間測試,-10°C~60°C 環境下穩定運行。
7. 核心模塊預裝有高度可視化的源語言級集成開發環境,集控制程序開發、調試和實驗測量分析于一體,支持匯編源語言級的編程和調試。
8. 核心模塊集成提供了一組先進的虛擬儀器功能,為用戶創造了集控制系統設計、系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極佳的教學效果。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、游標測量、波形存貯等功能。
2) 頻率特性分析儀:可顯示系統各頻率點的時域相應波形并進行分析,以半自動掃頻測量方式進行測量,測量完畢后即可產生極坐標圖和波特圖,由此顯示出系統的頻率特性,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,可應用于非線性系統的實驗特性研究。
三、開放式的控制實驗平臺
1. 實驗平臺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、溫度控制)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,從而極大地提高了實驗效率。系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,并支持大型的課程設計和畢業設計。
2. 自動控制原理實驗方面,系統提供了包括線性控制系統的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及系統校正和設計等方法的實驗研究,也提供了關于線性離散系統、非線性控制系統的實驗研究內容;另外對于現代控制理論的教學,提供了狀態空間分析實驗。
3. 系統提供的計算機控制實驗內容主要包括:過程通道和數據采集處理、系統的數字程序控制、數字PID閉環控制、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制算法有所了解和掌握。
4. 在控制系統應用實驗方面,系統提供了直流電機(快速)和溫度控制(慢速)兩種實驗對象,以構成不同的閉環系統,從而可選擇不同的控制策略或控制參數,以得到最好的實時控制效果。
四、系統構成
1. 嵌入式自控計控核心模塊;
2. 系統由各單元電路、8088CPU控制單元和PC機進行通訊的串口構成;
3. 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;
4. 采樣保恃器及單穩單元電路;
5. 運算模擬單元電路;
6. 非線性單元電路;
7. 狀態指示燈單元;
8. D/A0832數/模轉換單元電路;
9. A/D0809模/數轉換單元電路;
10. 單節拍脈沖發生單元;
11. 電位器單元;
12. -5V電源發生單元;
13. 驅動單元;
14. 電機單元;
15. 直流電機、步進電機模塊單元;
16. 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。
17. 特殊運算環節單元;
18. 可變電阻器組單元;
19. 微型溫度控制單元;
五、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
六、實驗平臺采用復合材料的箱式結構:
1. 箱體采用優質鋁合金框架+鋁合金包邊+鐵護角+ABS密度板+優雅黑美式大手把。
2. 上下蓋安裝加固強勁支撐合頁,兩邊增加兩個支撐鉸鏈曲手,開合度設置為95度,提供一個完美的操作和顯示視角。
3. 所有合金包角采用柳釘來加固保護,內部鋪設黑色PU面料,箱子美觀,堅固,不易變形。
4. 箱體箱底安裝耐磨墊和保護腳,正面安裝雙安全卡扣鎖。
七、實驗項目
(一)自動控制原理 實驗項目
1. 典型環節的模擬研究
2. 典型系統瞬態響應和穩定性
3. 系統校正
4. 控制系統的頻率特性
5. 典型非線性環節
6. 非線性系統(一)
7. 非線性系統(二)
8. 采樣系統分析
9. 采樣控制系統的校正
10. 態反饋(極點配置)
(二)計算機控制技術
11. A/D,D/A轉換
12. 采樣保持器
13. 數字濾波
14. 積分分離式PID控制
15. 最小拍有紋波系統實驗
16. 最小拍無紋波系統實驗
17. 大林算法控制
18. 非線性控制
19. 解耦控制
20. 綜合控制實驗
(三)控制系統應用
21. 直流電機閉環調速實驗
22. 溫度閉環控制實驗
23. 步進電機調速實驗