模拟计算机仿真新.pptxVIP

自动控制原理二阶系统模拟仿真实验

指导教师：胡振坤

实验地点：主楼625房间

实验课时与正常上课时间一致

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。下面，

我们就实验设备及应用的环节，加以详细的说

明。

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

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端口与电脑通讯；

（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：

1111



C(t)r1(t)dtr2(t)dtr3(t)dtri(t)dt

R1CR2CR3CRiC

n



kiri(t)dt

i1

其中i=1,2…n;

当C=10μF，R1=100k时：

当C=10μF，R1=10k时：

继续减小输入电阻值，放大倍数继续增大。

积分器用图6所示的符号加以表示：是一个等边三角形，

后面的竖直边再加一道平行线，像是在表示，反馈元

件为电容,它对信号有积分作用。