ZRSYX-ZDJ自控/计控原理实验箱
自控/计控原理实验箱,自动控制与计算机控制实验台采用8088微处理器,方便计算机控制技术软件编程;RS232总线接口与上位机通讯(可以USB接口通信)
一、系统构成
1、电源:写入一相三线~220V±10% 50Hz。输出直线DC±5V/2A、±12V/0.5A 电源,均有接反和短路保护功能。
2、核心系统:应用8088微处置整理器,便利计算机控制技术系统编程;RS232总线连接口与上位机通讯(可以USB连接口通信),含有上位机总清复位和人工总清复位电子回路, 含有自动锁零和人工锁零功能。
3、函数发生器:实训机自带信号测量和信号显露模型块
可测量信号电压(V)(-5V~+5V)、频率、温度、转动速度等功能数值。
4、阶跃信号发生器:由手控阶跃发生(0/+5v、-5v/+5v),幅度控制(电位器),非线性输出组。
5、函数信号发生器:能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性,有开关变换,同时有数码管显露波动线相关信息。正弦波信号频率界限0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波动线频率界限是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波动线信号的幅值界限-6V~+6V,幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。
6、运算模仿单元:提供8个OP07基础运放模仿单元(实训用),每单元的写入线路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容,反馈线路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容,和1个运算放大器构成。另有拓展运放模仿单元,其一可调零放大器,包括比例环节、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;其二校正互联网库,可包括各种校正环节;其三是2组整形模型块。
7、提供阻容元件库:250K、500K电位器,2组0-999.9K直读式可变电阻,多组电容。
8、1组D/A输出:电压(V)0~5V 或–5V~+5V。
9、4路A/D写入:其中有2个通道为0~+5v电压(V)写入,2个通道为-5v~+5v电压(V)写入。
10、2组采样保持器及单稳单元电子回路。
11、提供精密基准电压(V)+Vref和-Vref。
12、定时和中断单元:2组定时计数器和2路中断源。
9、提供虚拟示波器:
1)2个通道模仿信号写入:可测量相平面显露,频域对数幅频、相频曲线,幅相曲线等。
2)示波器的时域显露方式:示波器的相平面显露(X-Y)方式;示波器的频率特性显露方式有对数幅频特性显露、对数相频特性显露(伯德图),幅相特性显露方式(奈奎斯特图),时域解析(弧度)显露方式。
3)示波器的计算机控制显露方式。
10、外围控制对象
1)步进电动机(35BY48)转动速度、转角控制 。
2)直线DC电动机(BY25)脉冲测速输出及电压(V)测速输出。
3)温度模型块可调脉冲宽度写入控制及电压(V)写入控制加热,热敏电阻测温(0℃~76.5℃)。
11、支持二次研发:除模仿运算单元、函数发生器外,本实训机的8253定时器、8259中断控制器、模数变换器,数模变换器地址也开放给用户。
12、支持整个系统的自动检验测试:可以帮助实训管理员及时发现问题解决问题,保证学生实训课程的正常开展
13、机箱:坚固型铝制框体结构,厚实的 ABS 塑料包角,参考外观尺寸 480×360×120mm。
14、机械实训安全教育虚拟拟真系统:本系统基于unity3d研发,系统应用三维(3D)漫游的形式,可经过键盘控制位移,鼠标控制镜头方向,设定有机械安全距离实训,机械安全保护装置实训、机械安全防护设计基础考核,实训实行时,三维(3D)漫游画面应用箭头与脚印图案提醒位移至实训位置,机械对象周围圆圈显露了作业半径,实训过程伴有三维(3D)机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实训内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实训(内分2种围栏高度与开口大小),选用进入后,镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求,错误示范:实训过程为人体进入机械对象作业半径受到伤害后,血色画面与语音提醒收到机械伤害,并回至原位并实行下一实训,*终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实训分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实训,可选类别(安全写入、安全控制、安全输出、其他)、生产厂家、产品清单(安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏)。装配位置有蓝色闪烁框体结构提醒,实训流程:选用安全护栏并装配、选用安全连锁开关(或选用安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪)并装配、选用安全控制器并装配至电气控制箱式模型块、选用安全继电器并装配至电气控制箱式模型块、点击电气控制箱式模型块上的启动按钮。若进入危险区域时,系统将提醒报警音,而且机械对象停止作业,选用电气控制箱式模型块上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的装配,正确装配安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮,考核分为十个考核点,部分考核点有3个选项,由学生自由选用,*终10项考核点选好后,提供并上交确认,系统自动得出总分数以及各考核点的得分现象。
D、系统须为整体同一平台,不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本系统的VR装配包便运用户拓展为VR实训,VR设备及系统装配调节测试不需提供。
二、实训项目
自动控制实训
1、线性系统的时域解析:1)典型环节的模仿研究 ;2)二阶系统瞬态响应和平稳性;3)三阶系统的瞬态响应和平稳性。
2、线性控制系统的频域解析(伯德图、奈氏图):1)惯性环节的频率特性曲线;2)二阶闭环系统的频率特性曲线;3)二阶开环系统的频率特性曲线 ;4) 频率特性的时域解析。
3、非线性系统的相平面解析:1)典型非线性环节;2)二阶非线性控制系统:3)三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正;① 频域法串联超前校正;② 时域法串联比例微分校正;③ 时域法比例反馈校正 ;④ 时域法微分反馈校正;2)线性系统的状态反馈及极点配备 。
5、采样控制系统解析
6、模仿直线DC电动机闭环调节速度实训
7、模仿温度闭环控制实训
计算机控制技术实训
1、数/模变换实训
2、模/数变换实训
3、采样与保持:1)采样实训;2)采样/保持器实训;3)采样/保持控制系统解析举例。
4、平滑与数字滤波实训 :1)微分与平滑 ;2)数字滤波 。
5、数字PID控制实训:1)标准PID控制算法,2)积分分离PID控制算法:3)非线性PID控制算法;4)积分分离--砰砰复式PID控制算法
6、*少拍控制系统 :1)*少拍有纹波系统;2)*少拍无纹波设计;3)*少拍控制系统设计举例。
7、大林算法:1)有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ;2)有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除;3)无振铃现象的大林算法。
8、多变量解耦控制:1)多变量解耦控制设计;2)多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次研发
控制系统实训
1、直线DC电动机闭环调节速度实训
2、温度闭环控制实训
3、步进电动机调节速度实训
4、模仿/数字混合温度闭环控制实训
1、电源:写入一相三线~220V±10% 50Hz。输出直线DC±5V/2A、±12V/0.5A 电源,均有接反和短路保护功能。
2、核心系统:应用8088微处置整理器,便利计算机控制技术系统编程;RS232总线连接口与上位机通讯(可以USB连接口通信),含有上位机总清复位和人工总清复位电子回路, 含有自动锁零和人工锁零功能。
3、函数发生器:实训机自带信号测量和信号显露模型块
可测量信号电压(V)(-5V~+5V)、频率、温度、转动速度等功能数值。
4、阶跃信号发生器:由手控阶跃发生(0/+5v、-5v/+5v),幅度控制(电位器),非线性输出组。
5、函数信号发生器:能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性,有开关变换,同时有数码管显露波动线相关信息。正弦波信号频率界限0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波动线频率界限是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波动线信号的幅值界限-6V~+6V,幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。
6、运算模仿单元:提供8个OP07基础运放模仿单元(实训用),每单元的写入线路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容,反馈线路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容,和1个运算放大器构成。另有拓展运放模仿单元,其一可调零放大器,包括比例环节、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;其二校正互联网库,可包括各种校正环节;其三是2组整形模型块。
7、提供阻容元件库:250K、500K电位器,2组0-999.9K直读式可变电阻,多组电容。
8、1组D/A输出:电压(V)0~5V 或–5V~+5V。
9、4路A/D写入:其中有2个通道为0~+5v电压(V)写入,2个通道为-5v~+5v电压(V)写入。
10、2组采样保持器及单稳单元电子回路。
11、提供精密基准电压(V)+Vref和-Vref。
12、定时和中断单元:2组定时计数器和2路中断源。
9、提供虚拟示波器:
1)2个通道模仿信号写入:可测量相平面显露,频域对数幅频、相频曲线,幅相曲线等。
2)示波器的时域显露方式:示波器的相平面显露(X-Y)方式;示波器的频率特性显露方式有对数幅频特性显露、对数相频特性显露(伯德图),幅相特性显露方式(奈奎斯特图),时域解析(弧度)显露方式。
3)示波器的计算机控制显露方式。
10、外围控制对象
1)步进电动机(35BY48)转动速度、转角控制 。
2)直线DC电动机(BY25)脉冲测速输出及电压(V)测速输出。
3)温度模型块可调脉冲宽度写入控制及电压(V)写入控制加热,热敏电阻测温(0℃~76.5℃)。
11、支持二次研发:除模仿运算单元、函数发生器外,本实训机的8253定时器、8259中断控制器、模数变换器,数模变换器地址也开放给用户。
12、支持整个系统的自动检验测试:可以帮助实训管理员及时发现问题解决问题,保证学生实训课程的正常开展
13、机箱:坚固型铝制框体结构,厚实的 ABS 塑料包角,参考外观尺寸 480×360×120mm。
14、机械实训安全教育虚拟拟真系统:本系统基于unity3d研发,系统应用三维(3D)漫游的形式,可经过键盘控制位移,鼠标控制镜头方向,设定有机械安全距离实训,机械安全保护装置实训、机械安全防护设计基础考核,实训实行时,三维(3D)漫游画面应用箭头与脚印图案提醒位移至实训位置,机械对象周围圆圈显露了作业半径,实训过程伴有三维(3D)机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实训内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实训(内分2种围栏高度与开口大小),选用进入后,镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求,错误示范:实训过程为人体进入机械对象作业半径受到伤害后,血色画面与语音提醒收到机械伤害,并回至原位并实行下一实训,*终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实训分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实训,可选类别(安全写入、安全控制、安全输出、其他)、生产厂家、产品清单(安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏)。装配位置有蓝色闪烁框体结构提醒,实训流程:选用安全护栏并装配、选用安全连锁开关(或选用安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪)并装配、选用安全控制器并装配至电气控制箱式模型块、选用安全继电器并装配至电气控制箱式模型块、点击电气控制箱式模型块上的启动按钮。若进入危险区域时,系统将提醒报警音,而且机械对象停止作业,选用电气控制箱式模型块上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的装配,正确装配安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮,考核分为十个考核点,部分考核点有3个选项,由学生自由选用,*终10项考核点选好后,提供并上交确认,系统自动得出总分数以及各考核点的得分现象。
D、系统须为整体同一平台,不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本系统的VR装配包便运用户拓展为VR实训,VR设备及系统装配调节测试不需提供。
二、实训项目
自动控制实训
1、线性系统的时域解析:1)典型环节的模仿研究 ;2)二阶系统瞬态响应和平稳性;3)三阶系统的瞬态响应和平稳性。
2、线性控制系统的频域解析(伯德图、奈氏图):1)惯性环节的频率特性曲线;2)二阶闭环系统的频率特性曲线;3)二阶开环系统的频率特性曲线 ;4) 频率特性的时域解析。
3、非线性系统的相平面解析:1)典型非线性环节;2)二阶非线性控制系统:3)三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正;① 频域法串联超前校正;② 时域法串联比例微分校正;③ 时域法比例反馈校正 ;④ 时域法微分反馈校正;2)线性系统的状态反馈及极点配备 。
5、采样控制系统解析
6、模仿直线DC电动机闭环调节速度实训
7、模仿温度闭环控制实训
计算机控制技术实训
1、数/模变换实训
2、模/数变换实训
3、采样与保持:1)采样实训;2)采样/保持器实训;3)采样/保持控制系统解析举例。
4、平滑与数字滤波实训 :1)微分与平滑 ;2)数字滤波 。
5、数字PID控制实训:1)标准PID控制算法,2)积分分离PID控制算法:3)非线性PID控制算法;4)积分分离--砰砰复式PID控制算法
6、*少拍控制系统 :1)*少拍有纹波系统;2)*少拍无纹波设计;3)*少拍控制系统设计举例。
7、大林算法:1)有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ;2)有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除;3)无振铃现象的大林算法。
8、多变量解耦控制:1)多变量解耦控制设计;2)多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次研发
控制系统实训
1、直线DC电动机闭环调节速度实训
2、温度闭环控制实训
3、步进电动机调节速度实训
4、模仿/数字混合温度闭环控制实训