TW-CK07过程自动控制理论•计算机控制技术实验平台
一、概况
控制理论•计算机控制技术学习是自动化、自动控制、电子技术、电气技术、精密仪器等专业教学中的基础课程。系统提供集成操作软件，通过虚拟PC示波器功能可实时、清晰的观察控制系统的各项静、动态特性，方便了对模拟控制系统特性的研究。微型温度控制单元可以代替烤箱进行温度控制实验，加上系统配置的直流电机、步进电机、YW单容液位控制系统等控制对象，可开设控制系统课程的实验。该系统还可扩展支持如线性系统、*优控制、系统辨识及计算机控制等现代控制理论的模拟实验研究。
二、系统构成
序号 | 产品名称 | 参数 | 备注 |
1 | 实训
控制平台 | 采用工业级全铝合金框架结构,非钣金加工。铝合金规格30*30mm，控制台背后采用门式结构，配置门锁，方便维修检修。
整体尺寸: 500×200×500 mm
输入电压：220V ±10% 50HZ
输出电压/电流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A |
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2 | 模块电路 | （1）系统采用Intel 8088作为系统的控制计算机，扩展EPROM采用W27512，存储空间64K,扩展RAM采用HM62256，存储空间32K，锁存译码采用CPLD器件ispLSI 1032E。
（2）信号源发生单元电路：正弦波、方波、斜波及抛物波，信号周期在2毫秒至30秒之间可调；
（3）采样保恃器及单稳单元电路；
（4）运算模拟单元电路；
（5）非线性单元电路；
（6）状态指示灯单元；
（7）D/A0832数/模转换单元电路；
（8）A/D0809模/数转换单元电路；
（9）单节拍脉冲发生单元；
（10）电位器单元；
（11）－5V电源发生单元；
（12）ULN2803驱动单元；
（13）直流电机模块单元(带反馈)；
（14）步进电机模块单元；
（15）信号测量单元： 采用PC软件实现双踪示波器、频率特性分析等功能。
（16）特殊运算环节单元；
（17）可变电阻器组单元；
（18）微型温度控制单元； |
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3 | 上位软件 | 系统为嵌入式控制计算机配有高度可视化的源语言级集成开发环境，集控制程序开发、调试和实验测量分析于一体，支持汇编源语言级的编程和调试。系统还提供有一组先进的虚拟仪器功能，为用户创造了集控制系统设计、电路构造、系统调试和测试分析诸功能一体化的实验环境：
(1)双踪超低频数字存储示波器：具有实时测量和显示、波形回放、游标测量、波形存贮等功能。
(2)频率特性分析仪：可显示系统各频率点的时域相应波形并进行分析，以半自动扫频测量方式进行测量，测量完毕后即可产生极坐标图和波特图，由此显示出系统的频率特性，同时还具有图形保存功能。
(3) X_Y测量：将两路测量信号以X_Y坐标的形式显示，具有波形刷新和波形存贮功能，可应用于非线性系统的实验特性研究。 |
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4 | YW单容液位控制系统 | 采用工业级全铝合金框架结构,非钣金加工。铝合金规格30*30mm。
整体尺寸: 520×200×660 mm
由有机玻璃水箱，水槽、水泵、和液位压力传感器、控制阀门、水管、24V开关电源等部件组成。
（1）水箱，水槽：采用7mm厚度透明有机玻璃材料，水箱正面标有水位标尺，内部有设有缓冲槽。
（2）水泵：直流24V，直流无刷，磁力驱动，可调速控制流量;静态杨程6米;*大流量960L/H;工作寿命大于20000小时;具有缺水自动保护功能;防护等级：IP68。
（3）液位压力传感器：
全封闭式电路，具有防潮、防结露、防渗漏功能;测量形式及范围 0～1～200mH2O
允许过载：2倍满量程压力
工作温度：-20～80℃
温度补偿：-10～70℃
存储温度：-40～80℃
输出信号：（0～5)V三线制
供电电源：15～36 VDC(标定电压24VDC)
外壳材料：304不锈钢O型圈 氟橡胶
电 缆：专用防水透气电缆
防护等级：IP68(压力传感器部分)
（4）开关电源：配置高性能DC24V/1.5A开关电源。 |
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5 | 数据
采集卡 | （1） 核心CPU芯片采用32 位 RISC ARM STM32,使用实时操作系统RTOS；
（2） USB2.0通讯接口；
（3） 支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次开发接口；
（4） 模拟量输入：14位ADC分辨率率，支持同时8 路单端输入或者4路差分输入；
（5） 模拟量输出：12位DAC分辨率率，2通道输出；
l 直流电压范围：0~5V，波形输出支持正弦，方
波，锯齿，三角波任意波形
（6） 数字量输入输出：支持8 路输入输出，集电集开漏输出，电平方式：5V TTL。
（7） 计数器/脉冲输出：通道数：1通道；*高计数频率：5Mhz，分辨率：32位，计数范围：0~65535 |
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6 | 导线 | 配置锥形头锁紧式连接线，2mm规格，接触安全可靠。 |
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7 | 辅材 | 电子版WORD文档、保修卡、电源线、光盘盒等 |
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8 | 完成的
实训项目 | （一）自动控制原理 实验项目
1、 典型环节的模拟研究
2、 典型系统瞬态响应和稳定性
3、 系统校正
4、 控制系统的频率特性
5、 典型非线性环节
6、 非线性系统（一）
7、 非线性系统（二）
8、 采样系统分析
9、 采样控制系统的校正
10、态反馈（极点配置）
（二）计算机控制技术
1、A/D，D/A转换
2、采样保持器
3、数字滤波
4、积分分离式PID控制
5、*小拍有纹波系统实验
6、*小拍无纹波系统实验
7、大林算法控制
8、非线性控制
9、解耦控制
10、综合控制实验
（三）控制系统应用
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. 单容液位控制系统实验 |
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