自動(dòng)控制.計(jì)算機(jī)技術(shù).信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備

一、概述

自動(dòng)控制.計(jì)算機(jī)技術(shù).信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)三大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的有機(jī)綜合體，一機(jī)多用，節(jié)省資源，效益顯著。自動(dòng)控制原理部分具有很強(qiáng)的開放性能、擴(kuò)展性能；運(yùn)算模擬單元的運(yùn)放八個(gè)，每個(gè)運(yùn)算模擬單元內(nèi)都有實(shí)驗(yàn)所需的電阻、電容等元件，可以通過(guò)短路塊和導(dǎo)線靈活方便的對(duì)實(shí)驗(yàn)單元電路的組合，可構(gòu)造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)；從運(yùn)算模擬單元獨(dú)立出來(lái)的可變電阻器組單元檔位連續(xù)，調(diào)節(jié)精度高，接線靈活多變，充分滿足于自控原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。

集成操作軟件，通過(guò)PC示波器功能可實(shí)時(shí)、清晰的觀察控制系統(tǒng)的各項(xiàng)靜、動(dòng)態(tài)特性，方便了對(duì)模擬控制系統(tǒng)特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進(jìn)行溫度控制實(shí)驗(yàn)，加上系統(tǒng)配置的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等控制對(duì)象，可開設(shè)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)還可擴(kuò)展支持如線性系統(tǒng)、控制、系統(tǒng)辨識(shí)及計(jì)算機(jī)控制等現(xiàn)代控制理論的模擬實(shí)驗(yàn)研究。

信號(hào)與系統(tǒng)及數(shù)字信號(hào)處理部分，是本公司開發(fā)人員專門為《信號(hào)與系統(tǒng)》課程而設(shè)計(jì)的，其提供了信號(hào)的頻域、時(shí)域分析的實(shí)驗(yàn)手段，增加了數(shù)字信號(hào)處理功能。可進(jìn)行階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的時(shí)域分析；連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬；抽樣定理與信號(hào)恢復(fù)的分析與研究；一階、二階電路的暫態(tài)響應(yīng)；二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡顯示、借助于DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的分析與研究、信號(hào)的分解與合成的分析與實(shí)驗(yàn)；各種模擬、數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)。采用的DSP數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，可以將模擬電路難以實(shí)現(xiàn)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不理想的“信號(hào)分解與合成"、“信號(hào)卷積"等實(shí)驗(yàn)得以準(zhǔn)確地演示，并能生動(dòng)地驗(yàn)證理論結(jié)果；系統(tǒng)地了解并比較各種模擬濾波器（無(wú)源、有源）和數(shù)字濾波器的性能及特性，并可學(xué)會(huì)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。配有DSP標(biāo)準(zhǔn)的JTAG插口及DSP同主機(jī)PC機(jī)的通信接口，可方便學(xué)生在我公司提供的軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)（可用仿真器或不用仿真器），完成一些數(shù)字信號(hào)處理、DSP應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)。如：各種數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、頻譜分析、卷積、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、DSP定時(shí)器的使用、DSP基本I/O口使用等。內(nèi)置信號(hào)源、頻率計(jì)、毫伏表、數(shù)字存儲(chǔ)示波器（含數(shù)據(jù)采集）。
二、自動(dòng)控制.計(jì)算機(jī)技術(shù).信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：
1、工作電源：交流220V±10%
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃，相對(duì)濕度＜85%（25℃）
3、整機(jī)容量：＜500KVA
4、重量：150㎏
三、實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成：
（1）自控原理與計(jì)算機(jī)控制部分
各單元電路、8088CPU控制單元和PC機(jī)進(jìn)行通訊的串口構(gòu)成，USB采集數(shù)據(jù)。
信號(hào)源發(fā)生單元電路：正弦波、方波、斜波及拋物波
信號(hào)周期在2毫秒至30秒之間可調(diào)
采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路：由LF398及HEF4538等器件構(gòu)成
運(yùn)算模擬單元電路：
非線性用單元電路：
狀態(tài)指示燈單元：
數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元電路：
AD0832模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路：
AD0809單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元：
電位器單元：
電源發(fā)生單元：+5V/2A，+12V/0.2A，-12V/0.2A
電機(jī)單元：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)
信號(hào)測(cè)量單元：采用PC軟件實(shí)現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。
特殊運(yùn)算環(huán)節(jié)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(jì)：可測(cè)量的信號(hào)頻率范圍：0～300KHz；
毫伏表：可測(cè)量的信號(hào)頻率范圍：0～100KHz；
可測(cè)量的信號(hào)幅值范圍：1mV～10V；
信號(hào)源：可產(chǎn)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(diào))正弦波2Hz～100KHz；
三角波2Hz～100KHz；
方波2Hz～100KHz；
四、裝置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
（1）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.A/D，D/A轉(zhuǎn)換
2.采樣保持器
3.數(shù)字濾波
4.積分分離式PID控制
5.最小拍有紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
6.最小拍無(wú)紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
7.大林算法控制
8.非線性控制
9.解耦控制10.綜合控制實(shí)驗(yàn)
（2）自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.典型環(huán)節(jié)的模擬研究
2.典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性
3.系統(tǒng)校正
4.控制系統(tǒng)的頻率特性
5.典型非線性環(huán)節(jié)
6.非線性系統(tǒng)（一）
7.非線性系統(tǒng)（二）
8.采樣系統(tǒng)分析
9.采樣控制系統(tǒng)的校正
l0.狀態(tài)反饋（極點(diǎn)配置）
（3）控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
2.溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)
3.步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
（3）信號(hào)與系統(tǒng)及數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)
1、基本運(yùn)算單元實(shí)驗(yàn)（單元電路、信號(hào)源、頻率計(jì)、電壓表）
2、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
3、連續(xù)系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)
4、模擬濾波器實(shí)驗(yàn)（無(wú)源、有源、低通、高通、帶通、帶阻）
5、抽樣定理實(shí)驗(yàn)
6、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡實(shí)驗(yàn)
7、一階電路暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
8、二階電路暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
9、二階電路傳輸特性實(shí)驗(yàn)
10、信號(hào)卷積實(shí)驗(yàn)
11、矩形信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn)
12、矩形信號(hào)的合成實(shí)驗(yàn)
13、幅度對(duì)信號(hào)合成的影響
14、相位對(duì)信號(hào)合成的影響
15、鋸齒波信號(hào)的分解/合成
16、信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)
17、信號(hào)的頻譜分析
18、頻分與復(fù)用實(shí)驗(yàn)
19、DSP應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
20、DSP數(shù)字信號(hào)處理單元實(shí)驗(yàn)
21、數(shù)字濾波器實(shí)驗(yàn)（低通、高通、帶通、帶阻）
22、八階高通、低通濾波器（巴特沃斯）實(shí)驗(yàn)
23、各種模擬、數(shù)字濾波器性能比較實(shí)驗(yàn)
24、主機(jī)接口與二次開發(fā)區(qū)
25、CPLD編程開放模塊