模拟计算机模拟仿真桌面解读.ppt

自动控制原理二阶系统模拟仿真实验 实验地点：主楼625房间 实验课时与上课时间一致 指导书与实验报告：实验时购买（一元） 指导教师：胡振坤 典型二阶系统的模拟仿真 前言：模拟控制系统的工作原理 自动控制理论实验可以通过多种方式来实现，并不依赖于特定的实验装置和实验环境。我们这里要介绍电路分立元件模拟装置。 物理系统的运动形式是多种多样的，机械、电气、热力学等等，但就其数学模型的描述，即表征它们状态的微分方程在数学形式上是相同的，这给实验带来很大的方便。我们利用高性能的运算放大器，配合不同的输入、输出阻抗网络，来模拟控制系统的各个环节，再有多个环节组成系统，对整个控制系统的工作状态进行模拟仿真。 本实验就是由电子元件构成，实现加法、积分、微分等联合运算，完成给定不同参数的系统仿真实验。 第一节 控制系统典型环节的模拟 模拟机可以模拟实现：比例环节、惯性环节、积分、微分、振荡环节 、典型非线性环节，理想继电器特性的模拟、死区的模拟。可以实现反号，加法，积分、PID等模拟运算。 一、实验设备简介： 自控原理多功能实验装置的结构图如图1-1所示，该系统中由计算机通过串口或USB接口与自制的A/D、D/A接口板，实现信号发生器、示波器的功能，充分发挥了计算机的优势，由计算机完成实验数据的采集、存储和计算处理，在实验时就可以将实验结果与理论分析值进行对比，提高了实验效率，配套实验软件人机界面友好，操作简便。 图1-1实验箱全貌 A/D、D/A接口板 二、实验使用部件： （1）模拟机一台：实验箱上有十二个积分器，四个变阻器，和若干不同阻值的电阻、电容； （2）电脑一台，数据采集传输，由实验箱上的采集卡完成，通过USB端口通讯； （3）PC机安装CP210X驱动程序，以及模拟示波器软件，生成桌面图标 （4）数字式万用表一只； （5）导线若干。 （6）双击A图标，打开模拟示波器界面，完成参数设定，运行后记录数据，绘制波形。 三、实验模拟图使用符号及量化： 1反号器 由运算放大器组成的线路如图1所示：反馈元件电阻 图1反号器 由图1可知 当： 则有 量化之后 继续减小输入电阻值，放大倍数继续增大。 在画模拟图时，反号器用如图2的符号加以表示，即一个底边在左侧的标准的等边三角形。 图2 反号器符号 2 加法器 由运算放大器组成的加法器线路如图3所示 图3 加法器电路 由图3可知，加法器的输出为： 其中： i =1,2,…n 输入电阻R1、R2、R3、Ri 为不同的阻值，信号被放大不同倍数。 加法器用图4所示符号加以表示： 图4 加法器符号 3 积分器 由运算放大器组成的积分器线路如图5所示。反馈元件是电容， 图5 积分器电路 由图３可知积分器的输出为： 其中