自控原理實驗指導書.doc

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1、自控原理實驗指導書　　自動控制原理實驗指導書機械與電氣工程學院自動化系二00九年九月2前言自動控制理論實驗課是一門專業(yè)基礎實驗課?！　”緦嶒炚n程以培養(yǎng)和鍛煉學生的動手實踐和理論應用能力為指導思想?！　⊥ㄟ^實驗，加強學生對控制理論的理解和認識，提高對自動控制系統(tǒng)分析和綜合的能力，掌握必要的專業(yè)實驗技能，并掌握基于MATLAB軟件的實驗平臺進行自動控制系統(tǒng)仿真研究的基本操作技能，為學習后續(xù)課程打下基礎?！　∽詣涌刂评碚搶嶒灧帜M對象和數(shù)字仿真實驗兩部分?！　∧M對象實驗在北京理工達盛科技有限公司生產(chǎn)的EL型自控/計控二合實驗箱、A/D、D/A卡和計算機上完成?！　∮嬎銠C根據(jù)不同的

2、實驗分別起信號產(chǎn)生、測量、顯示、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理的作用；模擬電路起模擬被控對象的作用?！　嶒炏渲袀溆?個運算放大器?！　〖蛇\算放大器與電阻、電容相配合，可以構成多種特性的被控對象?！　/D、D/A卡起模擬信號與數(shù)字信號的轉換作用，可根據(jù)實驗的要求產(chǎn)生不同的信號（階躍、三角、正弦）?！　嶒灂r用RS232串口電纜將A/D、D/A卡與計算機相連即可。　　數(shù)字仿真實驗利用MATLAB軟件來完成?！　ATLAB是Mathworks公司推出的一套高性能的數(shù)值計算和可視化軟件，它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理、圖形處理于一體，構成一個方便、界面友好的用戶環(huán)境?！　∷峁┑目刂?/p>

3、系統(tǒng)工具箱（ControlSystemToolbox）及仿真環(huán)境Simulink不僅功能強大，而且使用直觀方便，學生只要在Simulink模型窗口調(diào)出各個系統(tǒng)環(huán)節(jié)，并用連線將它們連接起來，即可利用Simulink提供的功能對系統(tǒng)進行仿真和分析?！　”局笇木帉憛㈤喠吮本├砉み_盛科技有限公司配備的實驗指導書?！　”緯蓮V州大學機械與電氣工程學院自動化系姚菁、王清、宋年年編寫，由于編者學識有限，時間倉促，書中不妥之處，請讀者批評指正?！　【幷咭纪跚宥?一0年九月3對學生的要求1．閱讀實驗指導書，復習與實驗有關的理論知識，明確每次實驗的目的，了解實驗內(nèi)容和方法?！　?．按實驗指

4、導書要求進行接線和操作?！　?．在實驗中注意觀察，記錄有關數(shù)據(jù)和圖像，實驗后應斷電，實驗臺，恢復到實驗前的情況。　　4．認真寫實驗報告，按規(guī)定格式做出圖表、曲線，并分析實驗結果?！　∽舟E要清楚，結論要明確?！　±肕ATLAB軟件做的仿真實驗要提交仿真程序?！　?．愛護實驗設備，遵守實驗室規(guī)章制度。　　6．若實驗未通過，必須補做?！　嶒瀳蟾嬉髮嶒炃皯A習實驗指導書中有關內(nèi)容，了解實驗原理，明確實驗步驟及注意事項。　　預習實驗時須寫預習報告，包括　　（1）實驗名稱，實驗目的，實驗內(nèi)容　　（2）自己設計的原始記錄表格　?。?）必要的預習計算　?。?）注意事項?！　∽鐾陮嶒灪螅?/p>

5、應根據(jù)所取數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象做實驗報告，實驗報告必須包括以下三個方面　?。?）為什么做此實驗　?。?）怎樣進行實驗，要指明關鍵問題所在　　（3）實驗得到怎樣的結果實驗報告采用專用的實驗報告紙，附上實驗原始數(shù)據(jù)、原始程序及實驗結果。　　實驗報告必須裝訂好以免散失、脫落。　　實驗報告應按要求時間交給老師。　　每班在本學期結束前將所有同學的實驗報告刻錄在一張光盤上，交給老師。　　一、實驗目的1．學習構成典型環(huán)節(jié)的模擬電路，了解電路參數(shù)對環(huán)節(jié)特性的影響?！　?．學習典型環(huán)節(jié)階躍響應的測量方法，并學會由階躍響應曲線計算典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)?！　《嶒瀮?nèi)容　　(一)用實驗箱構成下述典型環(huán)

6、節(jié)的模擬電路，并測量其階躍響應。　　1．比例環(huán)節(jié)的模擬電路及其傳遞函數(shù)如圖2-1。　　圖1－1G(S)=－R2/R12．慣性環(huán)節(jié)的模擬電路及其傳遞函數(shù)如圖2-2?！　2R1R2R1C6圖1－2G(S)=－K/(TS+1)K=R2/R1,T=R2C3．積分環(huán)節(jié)的模擬電路及其傳遞函數(shù)如圖2-3。　　圖1－3G(S)=－1/TST=RC4．微分環(huán)節(jié)的模擬電路及其傳遞函數(shù)如圖2-4?！　D1－4G(S)=－RCS5．比例+微分環(huán)節(jié)的模擬電路及其傳遞函數(shù)如圖2-5?！　D1－5CRC2RC1R2R1C2C7G(S)=－K(TS+1)K=R2/R1,T=R2C6．比例+積分環(huán)節(jié)的模擬電

7、路及其傳遞函數(shù)如圖1-6?！　D1－6G(S)=K(1+1/TS)K=R2/R1,T=R2C　　三、實驗步驟1．啟動計算機，在桌面雙擊圖標（自動控制實驗系統(tǒng)）運行軟件?！　?．測試計算機與實驗箱的通信是否正常，通信正常繼續(xù)?！　∪缤ㄐ挪徽２檎以蚴雇ㄐ耪：蟛趴梢岳^續(xù)進行實驗?！　”壤h(huán)節(jié)3．連接被測量典型環(huán)節(jié)的模擬電路（圖1-1）?！　‰娐返妮斎險1接A/D、D/A卡的DA1輸出，電路的輸出U2接A/D、D/A卡的DA1輸入。　　檢查無誤后接通電源?！　?．在實驗課題下拉菜單中選擇實驗一（典型環(huán)節(jié)及