自動控制理論及計算機技術(shù)實訓(xùn)裝置

一、MY-313D 自動控制理論及計算機技術(shù)實訓(xùn)裝置-概述
能夠滿足《自動控制理論》、《計算機控制技術(shù)》和《現(xiàn)代控制理論》的實驗教學(xué)要求，系統(tǒng)可采用模擬、仿真和數(shù)字RTW實時控制等多種方法開展實驗教學(xué)。用戶可根據(jù)需要選擇電機轉(zhuǎn)速控制、溫度控制和液位控制系統(tǒng)等實物對象，通過對實物對象的仿真和RTW實時控制實驗，來解析速度閉環(huán)系統(tǒng)、溫度閉環(huán)控制等自控和計控經(jīng)典的控制原理和方法。整個實驗裝置集運放模擬、實際物理對象、計算機檢測與控制于一體，有助于激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，提高學(xué)生的理論理解能力和實踐動手能力，是各高校理想的實驗設(shè)備。

                                                           （參考圖片）
二、產(chǎn)品特點
1、系統(tǒng)集模擬、仿真和數(shù)字RTW實時控制為一體，實驗由淺入深，由模擬到數(shù)字循序漸進，將傳統(tǒng)和現(xiàn)代的教學(xué)模式相結(jié)合，便于教和學(xué)。
2、實驗臺除了模擬電路環(huán)節(jié)，提供了轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)、溫度閉環(huán)系統(tǒng)（大滯后）、位置隨動系統(tǒng)和二階液位系統(tǒng)等四種具有代表性的實物為自控和計控的實驗對象，供學(xué)校選擇。
3、系統(tǒng)配置了I/0板卡、數(shù)據(jù)采集控制板和計算機，可在MATLAB/Simulink環(huán)境下實現(xiàn)自控和計控的計算機仿真和硬件在環(huán)（HIL）實時控制系統(tǒng)實驗。
4、系統(tǒng)提供了“Actlab自動控制理論實驗室”（Automatic Control Theory Lab）和LAB_CC計算機控制實驗室（LAB_Computer Control）軟件，可采用數(shù)學(xué)建模、軟件仿真和RTW實時控制等方法完成實驗，使學(xué)生通過系統(tǒng)實驗建立起科研的思路。
5、提供了開放的硬件和軟件開發(fā)環(huán)境，為學(xué)生進行自主創(chuàng)新實驗提供了條件；
三、實驗項目
1、自動控制理論實驗和RTW實時控制實驗
1）典型環(huán)節(jié)的電路模擬與軟件仿真研究；
2）典型系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性分析；
3）典型環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）的頻率特性測量；
4）線性系統(tǒng)串聯(lián)校正；
5）典型非線性環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性；
6）非線性系統(tǒng)相平面法；
7）非線性系統(tǒng)描述函數(shù)法；
8）極點配置線性系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制；
9）采樣控制系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性分析的混合仿真研究；
10）采樣控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的混合仿真研究。
2、計算機控制技術(shù)的仿真和RTW實時控制實驗
1）A/D與D/A轉(zhuǎn)換
2）數(shù)字濾波
3）D(S)離散化方法的研究
4）數(shù)字PID控制的算法研究
5）串級控制的算法研究
6）解耦控制的算法研究
7）二維模糊控制器特性及其應(yīng)用的研究
8）線性離散系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制的算法研究
9）具有純滯后系統(tǒng)的大林控制算法研究
10）最小拍控制的算法研究
11）積分分離PID控制算法研究
12）Smith預(yù)估補償算法研究
3、實物控制對象的仿真和RTW實時控制
1）直流電機速度閉環(huán)系統(tǒng)實驗；
2）溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗；
3）水箱液位閉環(huán)系統(tǒng)實驗。
4）角度平衡風機閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗
5）光伏實時追蹤閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗
四、實驗臺技術(shù)說明
    1、技術(shù)條件
1）輸入電源：單相220VAC±5%/50Hz，裝置容量：< 200VA；
2）工作環(huán)境：溫度-10℃～＋40℃，相對濕度≤85%，海拔≤4000m；
3）重    量：< 50kg；
4）實驗臺尺寸：L×W×H=1650mm×750mm×780mm；
2、實驗臺結(jié)構(gòu)說明
由鋁合金控制屏、實驗?zāi)�塊、實驗桌和實驗導(dǎo)線等組成。實驗?zāi)�塊由交流電源、運放模擬環(huán)節(jié)、控制計算機（學(xué)校自備）及I/O板卡、數(shù)據(jù)采集控制板和控制對象等組成。
3、系統(tǒng)配置
*（1）控制屏：由電源單元、數(shù)據(jù)處理單元、元器件單元、3個非線性單元以及9個模擬電路單元等共16個單元組成。
1）U1電源單元：包括電源開關(guān)、保險絲、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V 以及0V～15V 可調(diào)電源，提供實驗工作電源。
2）實時采集數(shù)據(jù)處理單元：USB2.0接口，內(nèi)部包含多路A/D采集輸入通道和D/A輸出通道。
模擬量輸入：8路12位A/D采樣精度，±10V電平輸入，200K采樣速率。可同步采集多路模擬量信號輸入；
模擬量輸出：2路12位D/A輸出，±10V電平輸出。
數(shù)字量通道：8路TTL輸入，8路TTL輸出。
雙蹤示波卡功能：雙路16位A/D采樣精度，1M采樣速率，40K采樣深度。結(jié)合上位機軟件，用以實現(xiàn)虛擬示波器、測試信號發(fā)生器等功能。
3）U4元器件單元：由運放及外圍元器件構(gòu)成。
4）U5－U7 3 個非線性環(huán)節(jié)單元：由運放及外圍元器件構(gòu)成。
單元U5可選擇具有死區(qū)特性或間隙特性的非線性環(huán)節(jié)模擬電路。單元U6為具有繼電特性的非線性環(huán)節(jié)模擬電路。單元U7為具有飽和特性的非線性環(huán)節(jié)模擬電路。
5）U8－U16 9 個模擬電路單元：由運算放大器與電阻，電容等器件組成的模擬電路單元。其中U8為反相器。U9－U16的每個單元均有場效應(yīng)管組成的鎖零電路和運放調(diào)零電路。
（2）控制對象配置
1）ACT-DT1電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)
采用力矩電機，可準確地反應(yīng)出控制效果，進行電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)速通過光電碼盤進行檢測，并轉(zhuǎn)換后輸出 1～10V 轉(zhuǎn)速信號。在面板上設(shè)置有 1 只 0～10V 直流電壓表和 1 只轉(zhuǎn)速表，可用于電壓測量和轉(zhuǎn)速指示。
2）ACT-WKB溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)
該模型采用熱風控制，基于流體溫度控制原理，模仿汽車發(fā)動機燃燒溫度檢測控制。其特點是反應(yīng)速度快，控制效果好，可滿足《自動控制原理》、《現(xiàn)代控制理論》等課程的教學(xué)要求。
實驗內(nèi)容：
a.模擬調(diào)節(jié)器控制的溫度控制實驗；
b.開環(huán)控制的溫度控制系統(tǒng)實驗；
c.閉環(huán)控制的溫度控制系統(tǒng)實驗；
d.溫度干擾控制系統(tǒng)實驗。
3）ACT-YK4二階液位控制系統(tǒng)
系統(tǒng)由水箱、電源、傳感器、水泵、管路及金屬框架組成。
水箱3只：2只控制水箱和1只儲水箱。2只控制水箱安置在上下兩層，其主要任務(wù)是為完成二階液位特性實驗和水箱液位控制實驗。在控制水箱的底部安裝了兩水閥，打開時可以充當干擾的作用。儲水箱的主要作用是儲水用的。向控制水箱提供水，同時也擔任把水回收的重要任務(wù)。電源模塊：主要為水泵和傳感器提供電源、系統(tǒng)的反饋信號等。金屬框架：主要安裝水箱、管路、水泵、液位傳感器等實驗元件，構(gòu)成二階液位控制對象：水泵：是系統(tǒng)的供水系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的設(shè)定值和反饋信號達到液位控制的目的。
4）角度平衡風機閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗
系統(tǒng)由角度傳感器，風機、指針擋板、驅(qū)動電路框架組成。
2路風機分別安裝在擋板兩側(cè)，通過控制兩側(cè)風機的電壓，平衡兩側(cè)吹力，使得擋板處于某個固定的設(shè)定角度。角度控制范圍0-180度，穩(wěn)定精度要求±3度，驅(qū)動兩路只要是通過MOS控制風機的風力大小，角度傳感器電壓轉(zhuǎn)換輸出AD采集的電壓范圍。
5）光伏實時追蹤閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗
系統(tǒng)由光敏傳感器，電機、驅(qū)動電路，調(diào)理電路框架組成。
3路光敏傳感器，分別檢測環(huán)境光強、光照左側(cè)和右側(cè)光強，通過兩側(cè)光照差值，尋找光源位置。驅(qū)動電路通過H橋驅(qū)動電機進行正反轉(zhuǎn)，尋找光源位置。調(diào)理電路復(fù)制采集轉(zhuǎn)換光敏電壓，輸出給單片機的ADC端口。電源模塊負責整體的設(shè)備供電，通過采集的電壓值和電機控制，精準尋找光源位置，穩(wěn)定誤差不超過±5度。
*（3）上位機控制軟件功能介紹
1）Actlab自動控制理論實驗室軟件說明
采用LabVIEW設(shè)計而成，可進行實驗項目選擇與編輯，數(shù)據(jù)采集，特性曲線的分析、比較、文件存取等。
主要功能:
①數(shù)字顯示幅值和頻率；
②可實現(xiàn)光標跟蹤定位和測量；
③實驗波形的存儲；
④采用同一界面化編程，去除了很多級聯(lián)菜單，可以同時頻域特性兩種表示方式；如頻域?qū)嶒炛校珺ode Plot、Nyquist Plot、X-t Plot均在同一界面顯示，可以同時比較直觀地看到頻域特性兩種表示方式特點。界面豐富,色彩可以根據(jù)需要采用多種色彩組合,界面比較豐富形象化。
⑤可在同一圖形控件中同時顯示多條波形。波形顯示與否是可選的，可以在同一圖形控件中同時顯示多條波形，也可以全部不顯示。
實驗中，增加了“暫停”功能，這一功能將不會使實驗過程中斷，重新開始實驗；實驗過程中可以隨意改變實驗參數(shù)，不需要停止實驗。實驗運行中，也可以隨意更換A/D、D/A端口，不需要停止實驗，只需要將硬件上的接線更換。
實驗波形數(shù)據(jù)是實時采集上來的數(shù)據(jù)，在不“暫停”的情況下，可以改變硬件上的參數(shù)或者軟件上的實驗參數(shù)，采集上來的實驗波形實時更新。
2）LAB_CC計算機控制實驗室軟件說明
LAB_CC計算機控制實驗室軟件與ACCT-III 型實驗臺構(gòu)成了計算機控制技術(shù)實驗系統(tǒng)。計控實驗內(nèi)容覆蓋了計算機控制技術(shù)課程全部知識點，實驗?zāi)Ｊ桨�含Matlab仿真實驗、運放模擬對象實驗、實物對象控制實驗。

---

其他產(chǎn)品鏈接：
測控傳感器技術(shù)綜合實訓(xùn)裝置
智能工業(yè)傳感器檢測技術(shù)實訓(xùn)臺
工業(yè)傳感器檢測技術(shù)實訓(xùn)裝置
傳感器檢測技術(shù)實驗箱
教學(xué)型傳感器實驗臺
傳感器與檢測技術(shù)實訓(xùn)裝置
教學(xué)型傳感器實訓(xùn)臺
傳感器與電機應(yīng)用裝置
傳感器與檢測技術(shù)實驗室簡介
光伏發(fā)電系統(tǒng)集成教學(xué)演示設(shè)備
光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實驗平臺
太陽能發(fā)電教學(xué)實驗臺
太陽自動跟蹤系統(tǒng)實訓(xùn)裝置
分布式太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電實驗平臺
太陽能光伏電池材料性能測試裝置
太陽能光伏電源發(fā)電實訓(xùn)臺
光伏發(fā)電教學(xué)實驗箱
風能和太陽能綜合利用實訓(xùn)臺
5KW太陽能光伏微網(wǎng)發(fā)電實訓(xùn)裝置
太陽能熱水與中央空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)平臺
風光氫及超級電容混合發(fā)電系統(tǒng)
太陽能光伏發(fā)電實訓(xùn)臺
太陽能電源技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)臺
風光儲發(fā)電實驗實訓(xùn)設(shè)備
20KW風光儲智能微網(wǎng)實訓(xùn)裝置
光伏發(fā)電設(shè)備安裝與調(diào)試系統(tǒng)實驗平臺
小型風力發(fā)電實訓(xùn)平臺
風光互補發(fā)電測量與控制實訓(xùn)平臺
風光互補離(并)網(wǎng)發(fā)電實驗平臺
制儲氫及燃料電池發(fā)電實訓(xùn)裝置
太陽能光伏發(fā)電綜合實訓(xùn)平臺
可再生能源智能微電網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)
風光互補發(fā)電實驗平臺
太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電教學(xué)實驗設(shè)備
光伏發(fā)電實驗箱
初級維修電工實訓(xùn)臺的功能要求
互聯(lián)網(wǎng)+電工電子實訓(xùn)平臺的功能
高級維修電工實訓(xùn)考核平臺
高級電工技師技能實訓(xùn)裝置
電力拖動實驗裝置
電工儀表照明實訓(xùn)臺
電力電子技術(shù)及電機控制實訓(xùn)裝置
網(wǎng)孔型電工技能實驗裝置
網(wǎng)孔型初級維修電工實訓(xùn)設(shè)備
電力電子及直流調(diào)速系統(tǒng)實訓(xùn)平臺
網(wǎng)孔型電工電子技能實訓(xùn)裝置
網(wǎng)孔型電力拖動技能實訓(xùn)裝置
網(wǎng)孔型電工技能實訓(xùn)裝置
電氣技術(shù)考核實訓(xùn)臺
網(wǎng)孔型電工實訓(xùn)裝置實驗功能
高級維修電工實訓(xùn)臺
網(wǎng)孔型電工電子電拖PLC變頻調(diào)速實訓(xùn)裝置
電力拖動技能實驗臺
網(wǎng)孔型工業(yè)電氣綜合實訓(xùn)裝置
電工儀表照明實訓(xùn)設(shè)備
現(xiàn)代電力電子技術(shù)實驗平臺
電工電子電拖實訓(xùn)裝置
創(chuàng)新電子技術(shù)實訓(xùn)操作臺
網(wǎng)孔型中高級電工綜合實訓(xùn)裝置
電機傳動及控制技術(shù)實訓(xùn)裝置
柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)平臺
模塊化自動生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)
自動化生產(chǎn)安裝與調(diào)試實訓(xùn)設(shè)備
LED顯示屏安裝與調(diào)試實訓(xùn)臺
鉗工技能實訓(xùn)臺(2工位)
鉗工技能操作臺(4工位)
工業(yè)自動化實訓(xùn)考核裝置
工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)控制實訓(xùn)裝置
工業(yè)全數(shù)字控制實訓(xùn)臺
互聯(lián)網(wǎng)+虛實結(jié)合電工技術(shù)實驗裝置
自動化專業(yè)實驗室簡介
電氣自動化專業(yè)實驗室簡介
工業(yè)運動控制技術(shù)實訓(xùn)裝置
氣動薄膜控制閥與電氣安裝閥門實訓(xùn)臺
電動閥門控制安裝實訓(xùn)臺
單片機技術(shù)綜合應(yīng)用實訓(xùn)裝置
透明氣動實驗裝置
氣動基礎(chǔ)實訓(xùn)箱
電磁爐維修技能實訓(xùn)考核裝置
空調(diào)制冷換熱綜合實訓(xùn)平臺
暖通中央空調(diào)系統(tǒng)實訓(xùn)裝置
空調(diào)系統(tǒng)與電氣技能實驗裝置
空調(diào)制冷換熱綜合實訓(xùn)臺
制冷熱泵循環(huán)教學(xué)實驗臺
壓縮機性能測試實訓(xùn)裝置
蓄冷空調(diào)制冷技術(shù)實驗裝置
大型制冷熱泵循環(huán)演示測量實訓(xùn)平臺
制冷壓縮機拆裝實訓(xùn)臺
水冷式制冷機性能實訓(xùn)平臺
制冷壓縮機性能實訓(xùn)臺
空調(diào)安裝調(diào)試實驗裝置
冷水制冷系統(tǒng)控制實驗裝置
兩級壓縮式制冷循環(huán)實驗臺
活塞式壓氣機性能實訓(xùn)裝置
現(xiàn)代建筑暖通綜合實訓(xùn)平臺
制冷壓縮機性能測試實驗設(shè)備
變頻空調(diào)實訓(xùn)裝置
現(xiàn)代制冷與空調(diào)實訓(xùn)裝置
熱泵與制冷系統(tǒng)技能實驗裝置
教學(xué)型熱泵空調(diào)控制實驗裝置
活塞式冷水機組電氣實訓(xùn)裝置
制冷水循環(huán)演示設(shè)備
淋水室性能實訓(xùn)平臺
空氣加熱器性能測試實訓(xùn)臺
空氣調(diào)節(jié)過程系統(tǒng)實訓(xùn)裝置
制冷熱泵循環(huán)實訓(xùn)臺
吸附吸傳熱傳質(zhì)性實訓(xùn)臺
熱工自動化儀表實訓(xùn)臺
空氣水地源熱泵系統(tǒng)模擬裝置
蒸汽供暖系統(tǒng)綜合實訓(xùn)平臺
熱工測量技術(shù)實驗裝置
半導(dǎo)體制冷熱泵技術(shù)實驗平臺
模擬鍋爐燃燒器實訓(xùn)裝置
水冷式制冷機性能實驗平臺
熱水供暖循環(huán)系統(tǒng)綜合實訓(xùn)臺
熱工類空調(diào)綜合實驗裝置
地源熱泵中央空調(diào)實訓(xùn)平臺
直流鍋爐工作原理實驗裝置
強迫對流空氣橫掠平板放熱系數(shù)測試設(shè)備
順逆流傳熱溫差實訓(xùn)臺
煤氣表流量校正實訓(xùn)裝置
二氧化碳P-V-T關(guān)系儀實驗說明書
對流-熱管換熱器實驗裝置
半導(dǎo)體制冷技術(shù)實驗裝置
風冷式半導(dǎo)體制冷熱泵技術(shù)實驗裝置
水流式燃氣熱量計教學(xué)裝置
飽和蒸氣P-T關(guān)系儀
教學(xué)熱管換熱器實驗臺
空氣熱濕處理實驗裝置
挖掘機液壓模擬實訓(xùn)設(shè)備
教學(xué)型綜合傳熱性能實驗臺
教學(xué)型氣壓給水實驗裝置
教學(xué)型空氣橫掠單管強迫對流換熱實驗臺
強迫對流空氣橫掠平板放熱系數(shù)測試臺
數(shù)據(jù)采集型綜合傳熱性能實驗臺
大容器內(nèi)水沸騰放熱實驗臺
強迫對流單管管外放熱系數(shù)測定裝置
CO2臨界狀態(tài)觀測實驗裝置
高校定制強迫對流綜合試件測試放熱系數(shù)裝置
數(shù)字采集型噴管實驗裝置
伸展體的導(dǎo)熱特性實驗裝置
蒸汽冷凝時傳熱和給熱系數(shù)測試實驗裝置
教學(xué)型導(dǎo)熱系數(shù)測試儀
自由對流橫管管外放熱系數(shù)測試平臺
空氣/水/地源熱泵實驗臺
模擬蒸汽鍋爐實驗裝置
散熱器熱工性能實訓(xùn)臺
風機盤管熱工性能試驗臺
風機盤管熱工性能實驗裝置
空氣橫掠單管強迫對流的換熱實驗裝置
熱工儀表測量實驗臺
表冷器噴水室性能實驗平臺
熱泵壓縮機性能實驗裝置
燃氣熱值測量系統(tǒng)實驗平臺
循環(huán)式空調(diào)過程實驗平臺
全工況多功能型除濕系統(tǒng)實訓(xùn)平臺
溫度自動控制實驗裝置
壓力傳感器標定實驗裝置
排風罩性能實訓(xùn)裝置
液體導(dǎo)熱系數(shù)測試平臺
汽—液式翅片管換熱器實訓(xùn)臺(數(shù)據(jù)采集型)
熱電/熱泵制冷技術(shù)實驗裝置
氣體定壓比熱測定裝置
壓力控制測量實訓(xùn)裝置
液位流量控制實訓(xùn)臺
可視性熱管實驗裝置
數(shù)據(jù)采集型非[準]穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱儀
對流換熱綜合實訓(xùn)裝置
鉑絲表面黑度測定裝置
普通型氣—氣熱管換熱器實驗臺
高校氣體定壓比熱測定儀
熱電阻校驗實訓(xùn)裝置
教學(xué)型勢流疊加演示儀
教學(xué)型球體法測粒狀材料導(dǎo)熱系數(shù)實驗臺
本生燈法測定燃氣法向火焰?zhèn)鞑ニ俣葘嶒炁_
燃氣管網(wǎng)水力工況性能實驗臺
汽-液式翅片管換熱器實驗裝置
教學(xué)型熱電偶校驗儀
供熱系統(tǒng)管道安裝實訓(xùn)臺
風機盤管接線安裝實訓(xùn)平臺
汽液兩相流實訓(xùn)裝置
二氧化碳P-V-T關(guān)系儀實訓(xùn)裝置
強迫流動管外放熱系數(shù)測試裝置
二氧化碳P-V-T關(guān)系儀
直流熱泵變頻空調(diào)實訓(xùn)臺
恒溫恒濕機組系統(tǒng)模擬實訓(xùn)裝置
可見火焰?zhèn)鞑ニ俣冉虒W(xué)裝置
中溫法向輻射率測量裝置
玻璃熱管換熱器實驗臺
普通型大容器內(nèi)水沸騰放熱實驗臺
教學(xué)型燃氣鍋爐熱工性能實驗裝置
空氣絕熱指數(shù)測定教學(xué)設(shè)備
球體法測粒狀材料導(dǎo)熱系數(shù)裝置
穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)裝置
自動控制理論及計算機技術(shù)實訓(xùn)裝置
大賽鉗工實訓(xùn)平臺

---