LG-ATYW01型過(guò)程自動(dòng)控制理論/計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

一、概況
控制理論•計(jì)算機(jī)控制技術(shù)學(xué)習(xí)是自動(dòng)化、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、電氣技術(shù)、精密儀器等專業(yè)教學(xué)中的基礎(chǔ)課程。系統(tǒng)提供集成操作軟件，通過(guò)虛擬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)、YW單容液位控制系統(tǒng)等控制對(duì)象，可開(kāi)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)、最優(yōu)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。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

序號(hào)	產(chǎn)品名稱	參數(shù)	備注
1	實(shí)訓(xùn) 控制平臺(tái)	采用工業(yè)級(jí)全鋁合金框架結(jié)構(gòu),非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm，控制臺(tái)背后采用門式結(jié)構(gòu)，配置門鎖，方便維修檢修。整體尺寸: 500×200×500 mm 輸入電壓：220V ±10% 50HZ 輸出電壓/電流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A
2	模塊電路	（1）系統(tǒng)采用Intel 8088作為系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展EPROM采用W27512，存儲(chǔ)空間64K,擴(kuò)展RAM采用HM62256，存儲(chǔ)空間32K，鎖存譯碼采用CPLD器件ispLSI 1032E。（2）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)；（3）采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路；（4）運(yùn)算模擬單元電路；（5）非線性單元電路；（6）狀態(tài)指示燈單元；（7）D/A0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元電路；（8）A/D0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路；（9）單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元；（10）電位器單元；（11）－5V電源發(fā)生單元；（12）ULN2803驅(qū)動(dòng)單元；（13）直流電機(jī)模塊單元(帶反饋)；（14）步進(jìn)電機(jī)模塊單元；（15）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。（16）特殊運(yùn)算環(huán)節(jié)單元；（17）可變電阻器組單元；（18）微型溫度控制單元；
3	上位軟件	系統(tǒng)為嵌入式控制計(jì)算機(jī)配有高度可視化的源語(yǔ)言級(jí)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，集控制程序開(kāi)發(fā)、調(diào)試和實(shí)驗(yàn)測(cè)量分析于一體，支持匯編源語(yǔ)言級(jí)的編程和調(diào)試。系統(tǒng)還提供有一組先進(jìn)的虛擬儀器功能，為用戶創(chuàng)造了集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路構(gòu)造、系統(tǒng)調(diào)試和測(cè)試分析諸功能一體化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境： (1)雙蹤超低頻數(shù)字存儲(chǔ)示波器：具有實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示、波形回放、游標(biāo)測(cè)量、波形存貯等功能。 (2)頻率特性分析儀：可顯示系統(tǒng)各頻率點(diǎn)的時(shí)域相應(yīng)波形并進(jìn)行分析，以半自動(dòng)掃頻測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量完畢后即可產(chǎn)生極坐標(biāo)圖和波特圖，由此顯示出系統(tǒng)的頻率特性，同時(shí)還具有圖形保存功能。 (3) X_Y測(cè)量：將兩路測(cè)量信號(hào)以X_Y坐標(biāo)的形式顯示，具有波形刷新和波形存貯功能，可應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)特性研究。
4	YW單容液位控制系統(tǒng)	采用工業(yè)級(jí)全鋁合金框架結(jié)構(gòu),非鈑金加工。鋁合金規(guī)格3030mm。整體尺寸: 520×200×660 mm 由有機(jī)玻璃水箱，水槽、水泵、和液位壓力傳感器、控制閥門、水管、24V開(kāi)關(guān)電源等部件組成。（1）水箱，水槽：采用7mm厚度透明有機(jī)玻璃材料，水箱正面標(biāo)有水位標(biāo)尺，內(nèi)部有設(shè)有緩沖槽。（2）水泵：直流24V，直流無(wú)刷，磁力驅(qū)動(dòng)，可調(diào)速控制流量;靜態(tài)楊程6米;大流量960L/H;工作壽命大于20000小時(shí);具有缺水自動(dòng)保護(hù)功能;防護(hù)等級(jí)：IP68。（3）液位壓力傳感器：全封閉式電路，具有防潮、防結(jié)露、防滲漏功能;測(cè)量形式及范圍 0～1～200mH2O 允許過(guò)載：2倍滿量程壓力工作溫度：-20～80℃ 溫度補(bǔ)償：-10～70℃ 存儲(chǔ)溫度：-40～80℃ 輸出信號(hào)：（0～5)V三線制供電電源：15～36 VDC(標(biāo)定電壓24VDC) 外殼材料：304不銹鋼O型圈氟橡膠電纜：專用防水透氣電纜防護(hù)等級(jí)：IP68(壓力傳感器部分) （4）開(kāi)關(guān)電源：配置高性能DC24V/1.5A開(kāi)關(guān)電源。
5	數(shù)據(jù) 采集卡	（1）核心CPU芯片采用32 位 RISC ARM STM32,使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS；（2） USB2.0通訊接口；（3）支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次開(kāi)發(fā)接口；（4）模擬量輸入：14位ADC分辨率率，支持同時(shí)8 路單端輸入或者4路差分輸入；（5）模擬量輸出：12位DAC分辨率率，2通道輸出； l 直流電壓范圍：0~5V，波形輸出支持正弦，方波，鋸齒，三角波任意波形（6）數(shù)字量輸入輸出：支持8 路輸入輸出，集電集開(kāi)漏輸出，電平方式：5V TTL。（7）計(jì)數(shù)器/脈沖輸出：通道數(shù)：1通道；*高計(jì)數(shù)頻率：5Mhz，分辨率：32位，計(jì)數(shù)范圍：0~65535
6	導(dǎo)線	配置錐形頭鎖緊式連接線，2mm規(guī)格，接觸安全可靠。
7	輔材	電子版WORD文檔、保修卡、電源線、光盤盒等
8	完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目	（一）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 10、態(tài)反饋（極點(diǎn)配置）（二）計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 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、小拍有紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 6、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) （三）控制系統(tǒng)應(yīng)用 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) 4. 單容液位控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

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