SZJ-JY77K6型 自控／计控原理实验箱

    “SZJ-JY77K6型自控/计控原理实验箱”，是自控/计控二合一的教学实验系统。它采用模块式结构，可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。还可进行以微机为控制平台的计算机控制技术实验教学，做到一机多用。适用于大中专职业院校教学实验与技能实训考核的理想教学实验箱。

一、系统组成：

1、电源

    输入单相三线～220V±10%  50Hz。输出直流±5V/2A、±12V/0.5A 电源，均有接反和短路保护功能。

2、CPU系统                                          

    采用主从方式多CPU结构。CPUA：为主控处理器，用于系统管理，与上位机通讯，数据采集及计控实验等；CPUB：为辅控处理器，用于信号源发生及自控实验等；CPUC：为自编程处理器，用于提供用户二次开发的单片机自编程。各CPU 均采用C8051F410芯片，自带A/D、D/A转换，转换精度均为12位（bit）。

3、与电脑通讯

采用RS232串口联接，也可加接USB转RS232联接电缆，与电脑USB口联接。

4、被控对象（运算模拟单元）

      采用模块式结构，提供11个实验用基本运放模拟单元，构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等。

5、阻容元件库

0-999.9K直读式可变电阻，250K电位器，多组电容。

6、信号源模块CPUB

① 提供矩形波、正弦波、斜坡、阶跃波、方波、微分脉冲等的单信号源，或同时发生两种不同类型信号，其输出幅度、宽度、频率、斜率可在PC机界面上设置。

②提供继电特性、饱和特性、死区特性、间隙特性、延迟特性等的非线性环节输出，其输出幅度、宽度、斜率可在PC机界面上设置。

③每个实验范例都提供信号源默认值。

7、频率特性测试模块

    实验机自带扫频功能，在频率特性中采用扫频方式，自动生成闭环、开环伯德图及奈氏曲线（六个），在一个界面上全部显示，观察时可任选一个进行放大显示（可多次、反复选择），观察方便直观。

可自动搜索谐振峰值或穿越频率。

8、数据采集／虚拟示波器模块

    在示波器界面分成上、下两块显示区，可同时有多达七个通道显示。在自动控制原理实验中供虚拟示波器显示用，在计算机控制技术实验中即供虚拟示波器显示用，又可作为控制器模块输入。数据采集精度为12位（bit）。

9、控制器模块CPUA

    在计算机控制技术实验中用于计算机的控制计算与输出。A/D、D/A转换精度为12位。PID控制及直接数字控制实验的控制参数（包括采样周期）可在界面上直接设定和修改，每项范例实验的控制参数（包括采样周期），都在界面上向用户提供了默认值。

10、温控、直流电机、步进电机模块

①温控模块由温度载体和功率放大器、调节器、温度传感器、T／V转换器等组成，可进行离散增量型PID闭环控制、PWM方式PID闭环控制、位式闭环控制及外接烤箱PID闭环控制。

②直流电机模块由直流电机和电机驱动功率放大器、调节器、电机转速检测传感器、F/V转换器等组成，可进行直流电机转速数字PID闭环控制。

③进电机模块由步进电机及指针等组成，可进行步进电机转速数字四相四拍、四相八拍方式工作，正、反转及转速控制，并提供实验范例。

11、外设接口模块

    提供外设的扩展接口，例如烤箱的温度控制。

二、实验项目：

1、自动控制原理实验项目

1) 线性系统的时域分析实验：

● 典型环节的模拟研究  ● 二阶系统的瞬态响应和稳定性 ●三阶系统的瞬态响应和稳定性

2)线性控制系统的频域分析实验：

● 一阶惯性环节的频率特性曲线 ●二阶闭环和开环系统的频率特性曲线实验

3)线性系统的校正与状态反馈：

● 频域法串联超前校正  ● 频域法串联迟后校正  ● 时域法串联比例微分校正 

● 时域法局部比例反馈校正  ● 时域法微分反馈校正  ● 线性系统的状态反馈及极点配

4)非线性系统的相平面分析实验：

● 典型环节的模拟研究 ● 二阶非线性控制系统 ● 三阶非线性控制系统

2、计算机控制技术实验项目

1）采样与保持

        ● 采样实验 ● 采样控制

2）微分与数字滤波

    ● 一阶微分反馈控制 ● 四点微分均值反馈控制

   ● 模拟一阶惯性数字滤波  ● 四点加权平均数字滤波

3）数字PID控制

a) 被控对象辨识

       ● 对象开环辨识  ● 对象闭环辨识

b) 二阶PID控制

    ● 位置型PID控制 ● 增量型PID控制 ● 积分分离PID控制 ● 带死区PID控制

   ● 型位置型PID控制 ● 型增量型PID控制 ● 带有延迟对象PID控制

c) 三阶PID控制：

   ● 位置型PID控制 ● 型位置型PID控制 ● 型增量型PID控制

d) 串级PID控制

    ● 二阶串级PID控制 ● 三阶串级PID控制

e) 比值PID控制：单闭环／双闭环比值控制

   ● 单闭环比值PID控制 ● 双闭环比值PID控制

f) 前馈-反馈控制

   ● 静态前馈-反馈PID控制 ● 动态前馈-反馈PID控制

g)解耦控制

      ● 静态前馈补偿解耦PID控制 ● 动态前馈补偿解耦PID控制

4）二阶位式控制

5）大林算法控制

  ● 大林算法控制 ● 消除振铃大林算法控制

       6) 至少拍控制

      ● 至少拍有纹波控制系统 ● 至少拍无纹波控制系统

3、控制系统应用实验项目

（1）直流电机PID转速控制

（2）温度增量型PID控制

（3）温度PWM方式PID控制

（4）温度位式控制

（5）烤箱位式控制

（6）步进电机转速、转角控制

三、实验箱配置：

附：使用本实验箱需配套仪器仪表：电脑、万用表和示波器（可以选配，实验箱上自带示波器）。