自控/計控原理實驗機WK-labACT簡介:WK-labACT是自控/計控二合一的教學實驗系統(tǒng)。它采用模塊式結構，可構造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)。還可進行以微機為控制平臺的計算機控制技術實驗教學，做到一機多用。系統(tǒng)性能：核心系統(tǒng)：8088微處理器，方便計算機控制技術軟件編程；RS232總線接口與上位機通訊。含有上位機總清復位和人工總清復位電路。含有自動鎖零和人工鎖零電路。函數發(fā)生器（實驗機自帶測量／顯示模塊）： ① 矩形波 輸出：幅度、寬度可調；數碼管顯示幅度、寬度。 ② 正弦波 輸出：幅度、頻率可調；數碼管顯示幅度、頻率。 ③ 斜坡 輸出：斜率可調；數碼管顯示斜率。 ④ 方波輸出 ，頻率可調；數碼管顯示頻率。⑤ 繼電特性 輸出，幅度可調；數碼管顯示幅度。 ⑥ 飽和特性 輸出，斜率、幅度可調；數碼管顯示斜率、幅度。 ⑦ 死區(qū)特性 輸出，斜率、寬度可調；數碼管顯示斜率、寬度。 ⑧ 間隙特性 輸出，斜率、寬度可調；數碼管顯示斜率、寬度。 ⑨ 方波/正弦波 同時輸出，正弦波幅度、頻率可調，方波頻率可調；數碼管顯示正弦波頻率、方波頻率。 ⑩ 矩形波/正弦波 同時輸出，正弦波幅度、頻率可調，矩形波寬度、幅度可調；數碼管顯示正弦波頻率、矩形波寬度。信號測量（實驗機自帶測量／顯示模塊）：信號測量選擇為電壓（-5V~+5V）、頻率、溫度、轉速。階躍信號發(fā)生器：由手控階躍發(fā)生（0/+5v、-5v/+5v），幅度控制（電位器），非線性輸出組成。運算模擬單元：提供8個OP07基本運放模擬單元（實驗用），每單元的輸入回路有6組0.5%精度電阻、或5%精度電容，反饋回路有7組0.5%精度電阻、或5%精度電容，和1個運算放大器組成。另有2個擴展運放模擬單元，其中一個可實現運算放大器調零實驗。構成比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、比例微分環(huán)節(jié)，PID環(huán)節(jié)和典型的二階、三階系統(tǒng)等提供阻容元件庫：22K、330K電位器，2組0-999.9K直讀式可變電阻，多組電容。1組D/A輸出:電壓0～5V或 5V～+5V。4路A/D輸入:其中有2個通道為0～+5v電壓輸入，2個通道為-5v～+5v電壓輸入。2組采樣保持器及單穩(wěn)單元電路。自帶電源：5V+12V 12V供電；提供精密基準電壓+Vref和-Vref。提供虛擬示波器：2個通道模擬信號輸入，輸入信號可不衰減輸入，也可衰減5倍后輸入。提供實驗電路的信號測量，包括相平面顯示，頻域對數幅頻、相頻曲線，幅相曲線等。示波器的時域顯示方式。示波器的相平面顯示（X-Y）方式。示波器的頻率特性顯示方式有對數幅頻特性顯示、對數相頻特性顯示（伯德圖），幅相特性顯示方式（奈奎斯特圖），時域分析（弧度）顯示方式。示波器的計算機控制顯示方式。外圍控制對象步進電機（35BY48）--轉速、轉角控制直流電機（BY25）--及脈沖測速輸出及電壓測速輸出 溫度模塊--可調脈沖寬度輸入控制及電壓輸入控制加熱，熱敏電阻測溫（0℃～76.5℃）；外設接口輸入/輸出模塊： 6路開關量輸入和8路開關量輸出1路溫控接口（鉑電阻PT100）；5個預留測孔支持二次開發(fā)：除模擬運算單元、函數發(fā)生器外，本實驗機的8253定時器、8259中斷控制器、模數轉換器，數模轉換器地址也已開放給用戶。特點介紹：一．自動控制實驗1、采用模塊式結構，被控實驗對象構建方便，只須采用短路套跨接及少量模塊間的聯(lián)線就能構造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)，直觀且簡化了實驗操作和設備管理。2、元器件的選用上，采用了較高精度元器件。例如放大器采用了高精度、低漂移的OP07，電阻選用0.5%精度，電容選用5%精度，使之實驗結果更接近于理論值。3、系統(tǒng)集成軟件提供的虛擬示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統(tǒng)各項靜態(tài)、動態(tài)特性．方便了對模擬控制系統(tǒng)特性的研究。為了滿足不同實驗的要求我們提供了示波器的四種顯示方式：⑴ 示波器的時域顯示方式。⑵ 示波器的相平面顯示（X-Y）方式。⑶ 示波器的頻率特性顯示方式有對數幅頻特性顯示、對數相頻特性顯示（伯德圖），幅相特性顯示方式（奈奎斯特圖），時域分析（弧度）顯示方式。⑷ 示波器的計算機控制顯示方式。 4、在線性控制系統(tǒng)的頻域分析中，提供了慣性環(huán)節(jié)、二階閉環(huán)系統(tǒng)和二階開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線（伯德圖和奈奎斯特圖）。注：可在頻率特性曲線上直接生成、並標注出欠阻尼二階閉環(huán)系統(tǒng)的諧振頻率 r、諧振峰值L( r) ，欠阻尼二階開環(huán)系統(tǒng)的相位裕度 和幅值穿越頻率 c。二.計算機控制技術實驗1．計算機控制的一些控制參數可在界面上直接修改。由于自控/計控實驗主要注重的是對系統(tǒng)原理的理解掌握和對系統(tǒng)參數的研究分析，而并不是對系統(tǒng)控制程序的具體研究編寫上，因此在AEDK-labACT自控/計控原理教學實驗系統(tǒng)的計控實驗中，設計了較為友好的實驗界面，對于不同的被控對象，可以在界面上直接設定和修改各項控制參數，而不用在程序上進行復雜的修改設定，以免破壞原有的控制程序。這種直接在界面上修改控制參數的方法既直觀又方便，免去了修改編寫程序時所花的大量精力。⑴ 在采樣/保持控制系統(tǒng)分析實驗中，采樣周期T可在顯示界面的右上角進行修改。⑵ PID控制中的P、Ti、Td參數及采樣周期T；溫度控制的PID參數、積分控制量和溫度設置；電機調速控制中的PID參數、轉速設置等，以便隨時獲得不同的控制要求。⑶ 最少拍控制和大林算法中控制參數Ki和Pi及采樣周期T可直接修改獲得不同的設計要求。2．各個控制實驗大項中分別列舉了多種實驗算法和設計方法⑴ 在采樣/保持器控制系統(tǒng)分析中，列舉了不同控制系統(tǒng)的算法舉例，供用戶進行實驗驗證。⑵ PID控制實驗中，列舉了標準PID控制算法、積分分離PID控制算法、非線性PID控制算法和積分分離 砰砰復式PID控制算法四種典型的PID控制算法；⑶ 最少拍控制實驗中，列舉了兩種不同控制系統(tǒng)的有紋波和無紋波控制算法和參數，都能夠使系統(tǒng)達到穩(wěn)定所需要的采樣周期最少，而且在采樣點的輸出值能準確地跟蹤輸入信號，不存在靜差。⑷ 大林算法實驗中，列舉了三種不同控制參數情況下的算法和控制效果，有嚴重振鈴現象的大林算法、有微弱振鈴現象的大林算法和無振鈴現象的大林算法。⑸ 多變量解耦控制提供了二種不同的解耦控制裝置設計算法，有采用微分方程直接建立差分方程設計解耦裝置D(S) 和采用Z傳遞函數建立差分方程設計解耦裝置D(S)，每種算法還提供了四種不同的系統(tǒng)，有一階開環(huán)、一階閉環(huán)和兩個不同系統(tǒng)的二階閉環(huán)系統(tǒng)。3．軟件系統(tǒng)提供了幾個程序編寫的范例在實驗軟件包（PRO）中我們提供了三角波、鋸齒波和方波波形發(fā)生器的匯編程序和C語言程序源程序范例，該范例利用本實驗機的硬件資源，並可在本實驗機的虛擬示波器界面上顯示波形，供用戶編寫程序時作參考之用。4．提供了本系統(tǒng)大部分的計算機控制技術實驗源程序在實驗軟件包（PRO）中還提供了本系統(tǒng)大部分的計算機控制技術實驗源程序，放在軟件文件夾（PRO）中，供用戶之用。5．每個實驗均有詳細的說明，并且附有虛擬示波器顯示的實驗結果效果圖（屏幕拷貝）。