thbdc-型_实验指导书

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1、目　　录目　　录1第一部分THBDC-1控制理论·计算机控制技术实验平台使用说明书3第一章系统概述3第二章硬件的组成及使用4第三章THBDC-1软件安装及使用说明7第一节THBDC-1软件安装说明7第二节THBDC-1软件的使用说明13第三节Bode软件的使用说明35第二部分THBDC-1控制理论·计算机控制技术实验平台实验指导书43第一章控制理论实验43实验一典型环节的电路模拟43实验二二阶系统的瞬态响应49实验三高阶系统的瞬态响应和稳定性分析52实验四线性定常系统的稳态误差54实验五典型环节和系统频率特性的测量5

2、9实验六线性定常系统的串联校正66实验七典型非线性环节的静态特性73实验八非线性系统的描述函数法78实验九非线性系统的相平面分析法84实验十一控制系统极点的任意配置92实验十二具有内部模型的状态反馈控制系统98实验十三状态观测器及其应用103实验十四采样控制系统的分析106实验十五采样控制系统的动态校正109第二章计算机控制技术基础实验112实验一A/D与D/A转换112实验二数字滤波器115实验三离散化方法研究118实验四数字PID调节器算法的研究123实验五串级控制算法的研究128实验六解耦控制算法的研究132实

3、验七最少拍控制算法研究138实验八具有纯滞后系统的大林控制143实验九线性离散系统的全状态反馈控制147176实验十模糊控制系统151实验十一具有单神经元控制器的控制系统154实验十二二次型状态调节器159实验十三单闭环直流调速系统162实验十四步进电机转速控制系统166实验十五单闭环温度恒值控制系统169实验十六单容水箱液位定值控制系统172176第一部分THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台使用说明书第一章系统概述“THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台”是我公司结合教学和实践的需要而进行精心

4、设计的实验系统。适用于高校的控制原理、计算机控制技术等课程的实验教学。该实验平台具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点。实验台的硬件部分主要由直流稳压电源、低频函数信号发生器、阶跃信号发生器、低频频率计、交/直流数字电压表、数据采集接口单元、步进电机单元、直流电机单元、温度控制单元、单容水箱、通用单元电路、电位器组等单元组成。上位机软件则集中了虚拟示波器、信号发生器、VBScript和JScript脚本编程器、实验仿真、实验报告生成器等多种功能于一体。其中虚拟示波器可显示各种波形，有X

5、-T、X-Y、Bode图三种显示方式，并具有图形和数据存储、打印的功能，而VBScript和JScript脚本编程器提供了一个开放的编程环境，用户可在上面编写各种算法及控制程序。实验台通过电路单元模拟控制工程中的各种典型环节和控制系统，并对控制系统进行仿真研究，使学生通过实验对控制理论及计算机控制算法有更深一步的理解，并提高分析与综合系统的能力。同时通过对本实验装置中四个实际被控对象的控制，使学生熟悉各种算法在实际控制系统中的应用。在实验设计上，控制理论既有模拟部分的实验，又有离散部分实验；既有经典理论实验，又有现代

6、控制理论实验；而计算机控制系统除了常规的实验外，还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验。数据采集部分则采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡。它可直接插在IBM-PC/AT或与之兼容的计算机USB通讯口上，其采样频率为350K（理论值为400K）；有16路单端A/D模拟量输入，转换精度为14位；4路D/A模拟量输出，转换精度均为12位；16路开关量输入，16路开关量输出。176第二章硬件的组成及使用一、直流稳压电源直流稳压电源主要用于给实验平台提供电源。有±5V/0.5A、

7、±15V/0.5A及+24V/1.0A五路，每路均有短路保护自恢复功能。它们的开关分别由相关的钮子开关控制，并由相应发光二极管指示。其中+24V主用于温度控制单元和直流电机单元。实验前，启动实验平台左侧的空气开关和实验台上的电源总开关。并根据需要将±5V、±15V、+24V钮子开关拔到“开”的位置。实验时，通过2号连接导线将直流电压接到需要的位置。二、低频函数信号发生器低频函数信号发生器由单片集成函数信号发生器专用芯片及外围电路组合而成，主要输出有正弦信号、三角波信号、方波信号、斜坡信号和抛物线信号。输出频率分为T1

8、、T2、T3、T4四档。其中正弦信号的频率范围分别为0.1Hz～3.3Hz、2.5Hz～86.4Hz、49.8Hz～1.7KHz、700Hz～10KHz三档，Vp-p值为14V。使用时先将信号发生器单元的钮子开关拔到“开”的位置，并根据需要选择合适的波形及频率的档位，然后调节“频率调节”和“幅度调节”微调电位器，以得到所需要的频率和幅值，并通过