自動控制.計算機技術.信號與系統實訓設備

一、概述

自動控制.計算機技術.信號與系統實訓設備是自動控制、計算機控制技術、信號與系統三大實驗項目的有機綜合體，一機多用，節省資源，效益顯著。自動控制原理部分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制系統；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，充分滿足于自控原理實驗教學的要求。

集成操作軟件，通過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、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。

信號與系統及數字信號處理部分，是本公司開發人員專門為《信號與系統》課程而設計的，其提供了信號的頻域、時域分析的實驗手段，增加了數字信號處理功能。可進行階躍響應與沖激響應的時域分析；連續時間系統的模擬；抽樣定理與信號恢復的分析與研究；一階、二階電路的暫態響應；二階網絡狀態軌跡顯示、借助于DSP技術實現信號頻譜的分析與研究、信號的分解與合成的分析與實驗；各種模擬、數字濾波器的設計與實現等內容的學習與實驗。采用的DSP數字信號處理新技術，可以將模擬電路難以實現或實驗結果不理想的“信號分解與合成"、“信號卷積"等實驗得以準確地演示，并能生動地驗證理論結果；系統地了解并比較各種模擬濾波器（無源、有源）和數字濾波器的性能及特性，并可學會數字濾波器的設計與實現。配有DSP標準的JTAG插口及DSP同主機PC機的通信接口，可方便學生在我公司提供的軟件的基礎上進行二次開發（可用仿真器或不用仿真器），完成一些數字信號處理、DSP應用方面的實驗。如：各種數字濾波器設計、頻譜分析、卷積、A/D轉換、D/A轉換、DSP定時器的使用、DSP基本I/O口使用等。內置信號源、頻率計、毫伏表、數字存儲示波器（含數據采集）。
二、自動控制.計算機技術.信號與系統實訓設備技術指標：
1、工作電源：交流220V±10%
2、工作環境：溫度-10℃～+40℃，相對濕度＜85%（25℃）
3、整機容量：＜500KVA
4、重量：150㎏
三、實驗裝置構成：
（1）自控原理與計算機控制部分
各單元電路、8088CPU控制單元和PC機進行通訊的串口構成，USB采集數據。
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
采樣保恃器及單穩單元電路：由LF398及HEF4538等器件構成
運算模擬單元電路：
非線性用單元電路：
狀態指示燈單元：
數/模轉換單元電路：
AD0832模/數轉換單元電路：
AD0809單節拍脈沖發生單元：
電位器單元：
電源發生單元：+5V/2A，+12V/0.2A，-12V/0.2A
電機單元：直流電機、步進電機
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。
特殊運算環節單元：
可變電阻器組單元：
微型溫度控制單元：
電源：+5V/2A，-5V/0.5A，+12V/0.5A，-12V/0.5A。
頻率計：可測量的信號頻率范圍：0～300KHz；
毫伏表：可測量的信號頻率范圍：0～100KHz；
可測量的信號幅值范圍：1mV～10V；
信號源：可產生正弦波、三角波、方形波三種波形。
幅值（峰峰值）：正弦波0～12V；
三角波0～18V；
方波0～20V；
頻率：(四檔可調)正弦波2Hz～100KHz；
三角波2Hz～100KHz；
方波2Hz～100KHz；
四、裝置實驗項目：
（1）計算機控制技術實驗項目
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控制
5.最小拍有紋波系統實驗
6.最小拍無紋波系統實驗
7.大林算法控制
8.非線性控制
9.解耦控制10.綜合控制實驗
（2）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
l0.狀態反饋（極點配置）
（3）控制系統實驗項目
1.直流電機閉環調速實驗
2.溫度閉環控制實驗
3.步進電機調速實驗
（3）信號與系統及數字信號處理平臺
1、基本運算單元實驗（單元電路、信號源、頻率計、電壓表）
2、階躍響應與沖激響應實驗
3、連續系統的模擬實驗
4、模擬濾波器實驗（無源、有源、低通、高通、帶通、帶阻）
5、抽樣定理實驗
6、二階網絡狀態軌跡實驗
7、一階電路暫態響應實驗
8、二階電路暫態響應實驗
9、二階電路傳輸特性實驗
10、信號卷積實驗
11、矩形信號的分解實驗
12、矩形信號的合成實驗
13、幅度對信號合成的影響
14、相位對信號合成的影響
15、鋸齒波信號的分解/合成
16、信號的調制與解調實驗
17、信號的頻譜分析
18、頻分與復用實驗
19、DSP應用實驗
20、DSP數字信號處理單元實驗
21、數字濾波器實驗（低通、高通、帶通、帶阻）
22、八階高通、低通濾波器（巴特沃斯）實驗
23、各種模擬、數字濾波器性能比較實驗
24、主機接口與二次開發區
25、CPLD編程開放模塊