《自动控制实验指导书》.doc

 PAGE 240 第一部分 DJ-AT2系统篇 第一章 DJ—AT2系统概述 一、引言 “自动控制原理”是自动化、自动控制、电子技术、电气技术、精密仪器等专业教学中的一门重要的专业基础课程。为满足各大专院校的教学需要，我公司精心设计制造了DJ-AT2实验系统，它具有很强的开放性能、扩展性能；运算模拟单元的运放有八个，每个运算模拟单元内都有实验所需的电阻、电容等元件，可以通过短路块和导线灵活方便的对系统单元电路进行组合，可以构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统；从运算模拟单元独立出来的可变电阻器组单元档位连续，调节精度高，接线灵活多变，充分满足于自控原理实验教学的要求。 利用系统提供的集成操作软件DJAT2，通过PC示波器功能可实时、清晰的观察控制系统的各项静态、动态特性，方便了对模拟控制系统特性的研究。我们采用微型温度控制单元来代替烤箱进行温度控制实验，加上系统配置的直流电机、步进电机等控制对象，可开设控制系统课程的实验。该系统还可扩展支持如线性系统、最优控制、系统辨识及计算机控制等现代控制理论的模拟实验研究。 二、系统构成 DJ-AT2系统由各单元电路、8088_CPU单元和与PC机进行通讯的串口构成，其系统布局见附录三。 信号源发生单元电路： U1 信号源 SG 正弦波单元： U2 正弦波 SIN 运算模拟单元电路： U3～U8 反向器单元： U9 状态指示灯单元： U10 指示灯 D 电位器单元： U11 P 单节拍脉冲发生单元： U12 单脉冲 SP 非线性用单元电路： U13 NC 特殊运算环节单元： U14 －5V电源发生单元： U15 A 驱动单元： U16 DRIVER 微型温度控制单元： U17 TC 电机单元： U18 MOTOR 采样保持器及单稳单元电路： U19 SH 模/数转换单元电路： U20 ADC 数/模转换单元电路： U21 DAC 示波器单元： U22 可变电阻器组单元： U23 8088_CPU单元： U24 RS485通信单元： U25 控制信号单元 U26 三、系统实验项目 计算机控制技术实验项目 1、A/D，D/A转换 2、采???保待器 3、数字滤波 4、积分分离式PID控制 5、最小拍有纹波系统实验 6、最小拍无纹波系统实验 7、大林算法控制 8、非线性控制 9、解耦控制 10、综合控制实验 自动控制原理实验项目 1、典型环节的模拟研究 2、典型系统瞬态响应和稳定性 3、系统校正 4、控制系统的频率特性 5、典型非线性环节 6、非线性系统(一) 7、非线性系统(二) 8、采样系统分析 9、采样控制系统的校正 l0、状态反馈(极点配置) 控制系统实验项目 l、直流电机闭环调速实验 2、温度闭环控制实验 3、步进电机调速实验 以上所有实验的具体内容由本实验指导书有关章节详细提供。 第二章 DJ-AT2系统的硬件资源 一、系统电源 DJ-AT2系统采用本公司所生产的三路高效开关电源作为系统工作和实验的电源，其主要技术指标为: 1.输入电压：AC165～260V 2.输出电压/电流：+5V/2A，+l2V/0.2A，－l2V/0.2A 3.输出功率：l5W 4.效率:≥75% 5.稳压性能： 电压调整率≤0.2% 负载调整率≤0-5% 纹波系数≤0.5% 6.工作环境温度－5℃～40℃。 二、8088控制系统资源 (一)地址分配情况 l.系统内存分配： 其中计算机控制技术实验程序被固化在系统程序区F000：1100～F000：lCBF中。 2、系统编码 ⑴存贮器译码 ⑵输入/输出接口编码 （二）BIOS说明 三、系统单元电路 1、信号源发生单元电路 信号源发生单元电路包括U1 信号源 SG单元和U2 正弦波 SIN单元。 （1）U1 信号源 SG 典型信号发生单元，其原理图见图2.1—1 图2.1—1 此单元可产生重复的阶跃、斜坡、抛物波三种典型信号，且信号的幅值、频率通过电值器W11、W12可以进行调节。 为了使运算放大器为零初始状态并且积分漂移不致累加增多，设置了锁零电路，其原理是各运放所接的反馈阻抗短路，此时3DJ6的D、S端导通。U1 信号源单元的S端为NE555P输出端，S与ST短接时有锁零操作（S端非零时不锁，为零时锁），此时，U1 信号源 单元的0UT端可产生三种信号；当ST端与S端断开，而和+5V短接时，无锁零