VS-ATY01過程自動控制理論•計算機控制技術實驗平臺
一、概況
VS-ATY01過程自動控制理論•計算機控制技術實驗平臺,是自動化、自動控制、電子技術、電氣技術、精密儀器等專業(yè)教學中的基礎課程。系統(tǒng)提供集成操作軟件,通過虛擬PC示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統(tǒng)的各項靜、動態(tài)特性,方便了對模擬控制系統(tǒng)特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進行溫度控制實驗,加上系統(tǒng)配置的直流電機、步進電機、YW單容液位控制系統(tǒng)等控制對象,可開設控制系統(tǒng)課程的實驗。該系統(tǒng)還可擴展支持如線性系統(tǒng)、優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識及計算機控制等現(xiàn)代控制理論的模擬實驗研究。
二、系統(tǒng)構成
序號 | 產(chǎn)品名稱 | 參數(shù) | 備注 |
1 | 實訓控制平臺 | 采用工業(yè)級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm,控制臺背后采用門式結構,配置門鎖,方便維修檢修。 整體尺寸: 500×200×500 mm 輸入電壓:220V ±10% 50HZ 輸出電壓/電流:+5V/2A,+l2V/0.2A,-l2V/0.2A | |
2 | 模塊電路 | (1)系統(tǒng)采用Intel 8088作為系統(tǒng)的控制計算機,擴展EPROM采用W27512,存儲空間64K,擴展RAM采用HM62256,存儲空間32K,鎖存譯碼采用CPLD器件ispLSI 1032E。 (2)信號源發(fā)生單元電路:正弦波、方波、斜波及拋物波,信號周期在2毫秒至30秒之間可調(diào); (3)采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路; (4)運算模擬單元電路; (5)非線性單元電路; (6)狀態(tài)指示燈單元; (7)D/A0832數(shù)/模轉換單元電路; (8)A/D0809模/數(shù)轉換單元電路; (9)單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元; (10)電位器單元; (11)-5V電源發(fā)生單元; (12)ULN2803驅動單元; (13)直流電機模塊單元(帶反饋); (14)步進電機模塊單元; (15)信號測量單元: 采用PC軟件實現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。 (16)特殊運算環(huán)節(jié)單元; (17)可變電阻器組單元; (18)微型溫度控制單元; | |
3 | 上位軟件 | 系統(tǒng)為嵌入式控制計算機配有高度可視化的源語言級集成開發(fā)環(huán)境,集控制程序開發(fā)、調(diào)試和實驗測量分析于一體,支持匯編源語言級的編程和調(diào)試。系統(tǒng)還提供有一組*的虛擬儀器功能,為用戶創(chuàng)造了集控制系統(tǒng)設計、電路構造、系統(tǒng)調(diào)試和測試分析諸功能一體化的實驗環(huán)境: (1)雙蹤超低頻數(shù)字存儲示波器:具有實時測量和顯示、波形回放、游標測量、波形存貯等功能。 (2)頻率特性分析儀:可顯示系統(tǒng)各頻率點的時域相應波形并進行分析,以半自動掃頻測量方式進行測量,測量完畢后即可產(chǎn)生極坐標圖和波特圖,由此顯示出系統(tǒng)的頻率特性,同時還具有圖形保存功能。 (3) X_Y測量:將兩路測量信號以X_Y坐標的形式顯示,具有波形刷新和波形存貯功能,可應用于非線性系統(tǒng)的實驗特性研究。 | |
4 | YW單容液位控制系統(tǒng) | 采用工業(yè)級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm。 整體尺寸: 520×200×660 mm 由有機玻璃水箱,水槽、水泵、和液位壓力傳感器、控制閥門、水管、24V開關電源等部件組成。 (1)水箱,水槽:采用7mm厚度透明有機玻璃材料,水箱正面標有水位標尺,內(nèi)部有設有緩沖槽。 (2)水泵:直流24V,直流無刷,磁力驅動,可調(diào)速控制流量;靜態(tài)楊程6米;大流量960L/H;工作壽命大于20000小時;具有缺水自動保護功能;防護等級:IP68。 (3)液位壓力傳感器: 全封閉式電路,具有防潮、防結露、防滲漏功能;測量形式及范圍 0~1~200mH2O 允許過載:2倍滿量程壓力 工作溫度:-20~80℃ 溫度補償:-10~70℃ 存儲溫度:-40~80℃ 輸出信號:(0~5)V三線制 供電電源:15~36 VDC(標定電壓24VDC) 外殼材料:304不銹鋼O型圈 氟橡膠 電 纜:防水透氣電纜 防護等級:IP68(壓力傳感器部分) (4)開關電源:配置高性能DC24V/1.5A開關電源。 | |
5 | 數(shù)據(jù) 采集卡 | (1) 核心CPU芯片采用32 位 RISC ARM STM32,使用實時操作系統(tǒng)RTOS; (2) USB2.0通訊接口; (3) 支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次開發(fā)接口; (4) 模擬量輸入:14位ADC分辨率率,支持同時8 路單端輸入或者4路差分輸入; (5) 模擬量輸出:12位DAC分辨率率,2通道輸出; l 直流電壓范圍:0~5V,波形輸出支持正弦,方 波,鋸齒,三角波任意波形 (6) 數(shù)字量輸入輸出:支持8 路輸入輸出,集電集開漏輸出,電平方式:5V TTL。 (7) 計數(shù)器/脈沖輸出:通道數(shù):1通道;高計數(shù)頻率:5Mhz,分辨率:32位,計數(shù)范圍:0~65535 | |
6 | 導線 | 配置錐形頭鎖緊式連接線,2mm規(guī)格,接觸安全可靠。 | |
7 | 輔材 | 電子版WORD文檔、保修卡、電源線、光盤盒等 | |
8 | 完成的 實訓項目 | (一)自動控制原理 實驗項目 1、 典型環(huán)節(jié)的模擬研究 2、 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性 3、 系統(tǒng)校正 4、 控制系統(tǒng)的頻率特性 5、 典型非線性環(huán)節(jié) 6、 非線性系統(tǒng)(一) 7、 非線性系統(tǒng)(二) 8、 采樣系統(tǒng)分析 9、 采樣控制系統(tǒng)的校正 10、態(tài)反饋(極點配置) (二)計算機控制技術 1、A/D,D/A轉換 2、采樣保持器 3、數(shù)字濾波 4、積分分離式PID控制 5、小拍有紋波系統(tǒng)實驗 6、小拍無紋波系統(tǒng)實驗 7、大林算法控制 8、非線性控制 9、解耦控制 10、綜合控制實驗 (三)控制系統(tǒng)應用 1.直流電機閉環(huán)調(diào)速實驗 2.溫度閉環(huán)控制實驗 3.步進電機調(diào)速實驗 4. 單容液位控制系統(tǒng)實驗 | |