HY-105C型自動(dòng)控制、計算機控制技術(shù)、信號與系統綜合實(shí)驗裝置

本裝置是自動(dòng)控制、計算機控制技術(shù)、信號與系統三大實(shí)驗項目的有機綜合體，一機多用，節省資源，效益顯著(zhù)。自動(dòng)控制原理部分具有很強的開(kāi)放性能、擴展性能；運算模擬單元的運放八個(gè)，每個(gè)運算模擬單元內都有實(shí)驗所需的電阻、電容等元件，可以通過(guò)短路塊和導線(xiàn)靈活方便的對實(shí)驗單元電路的組合，可構造出各種型式和階次的模擬環(huán)節和控制系統；從運算模擬單元獨立出來(lái)的可變電阻器組單元檔位連續，調節精度高，接線(xiàn)靈活多變，充分滿(mǎn)足于自控原理實(shí)驗教學(xué)的要求。
集成操作軟件，通過(guò) PC 示波器功能可實(shí)時(shí)、清晰的觀(guān)察控制系統的各項靜、動(dòng)態(tài)特性，方便了對模擬控制系統特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進(jìn)行溫度控制實(shí)驗，加上系統配置的直流電機、步進(jìn)電機等控制對象，可開(kāi)設控制系統課程的實(shí)驗。該系統還可擴展支持如線(xiàn)性系統、追優(yōu)控制、系統辨識及計算機控制等現代控制理論的模擬實(shí)驗研究。

信號與系統及數字信號處理部分，是本公司開(kāi)發(fā)人員采用的技術(shù)手段專(zhuān)門(mén)為《信號與系統》 (“ 九五 ” 國家級重點(diǎn)教材、清華大學(xué) 鄭 君理等編制 ) 課程而設計的，其提供了信號的頻域、時(shí)域分析的實(shí)驗手段，增加了數字信號處理功能�？蛇M(jìn)行階躍響應與沖激響應的時(shí)域分析；連續時(shí)間系統的模擬；抽樣定理與信號恢復的分析與研究；一階、二階電路的暫態(tài)響應；二階網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)軌跡顯示、借助于 DSP 技術(shù)實(shí)現信號頻譜的分析與研究、信號的分解與合成的分析與實(shí)驗；各種模擬、數字濾波器的設計與實(shí)現等內容的學(xué)習與實(shí)驗。采用的 DSP 數字信號處理新技術(shù)，可以將模擬電路難以實(shí)現或實(shí)驗結果不要求的 “ 信號分解與合成 ” 、 “ 信號卷積 ” 等實(shí)驗得以準確地演示，并能生動(dòng)地驗證理論結果；系統地了解并比較各種模擬濾波器（無(wú)源、有源）和數字濾波器的性能及特性，并可學(xué)會(huì )數字濾波器的設計與實(shí)現。配有 DSP 標準的 JTAG 插口及 DSP 同主機 PC 機的通信接口，可方便學(xué)生在我公司提供的軟件的基礎上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)（可用仿真器或不用仿真器），完成一些數字信號處理、 DSP 應用方面的實(shí)驗。如：各種數字濾波器設計、頻譜分析、卷積、 A/D 轉換、 D/A 轉換、 DSP 定時(shí)器的使用、 DSP 基本 I/O 口使用等。內置信號源、頻率計、毫伏表、數字存儲示波器（含數據采集）。

一、技術(shù)指標：

1 、工作電源：交流 220V±10%

2 、工作環(huán)境： 溫度 -10℃ ～ + 40℃ ，相對濕度＜ 85% （ 25℃ ）

3 、整機容量：＜ 500KVA

4 、重 量： 150 ㎏

二、系統構成

（ 1 ）自控原理與計算機控制部分

各單元電路、 8088CPU 控制單元和 PC 機進(jìn)行通訊的串口構成， USB 采集數據。
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
采樣保恃器及單穩單元電路：由 LF398 及 HEF4538 等器件構成

運算模擬單元電路：

非線(xiàn)性用單元電路：

狀態(tài)指示燈單元：

數 / 模轉換單元電路：

AD0832 模 / 數轉換單元電路：

AD0809 單節拍脈沖發(fā)生單元：

電位器單元：

電源發(fā)生單元： +5V/ 2A ， +12V/ 0.2A ， -12V/ 0.2A

電機單元：直流電機、步進(jìn)電機
信號測量單元：采用 PC 軟件實(shí)現雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。
特殊運算環(huán)節單元：
可變電阻器組單元：
微型溫度控制單元：
電源： +5V/ 2A ， -5V/ 0.5A ， +12V/ 0.5A ， -12V/ 0.5A 。
頻率計：可測量的信號頻率范圍： 0 ～ 300KHz ；
毫伏表：可測量的信號頻率范圍： 0 ～ 100KHz ；
可測量的信號幅值范圍： 1mV ～ 10V ；
信號源：可產(chǎn)生正弦波、三角波、方形波三種波形。
幅值（峰峰值）： 正弦波 0 ～ 12V ；
三角波 0 ～ 18V ；
方 波 0 ～ 20V ；
頻率： ( 四檔可調 ) 正弦波 2Hz ～ 100KHz ；
三角波 2Hz ～ 100KHz ；
方 波 2Hz ～ 100KHz ；

三、實(shí)驗項目

（1）計算機控制技術(shù)實(shí)驗項目
1. A/D ， D/A 轉換
2. 采樣保持器
3. 數字濾波
4. 積分分離式 PID 控制
5. 追小拍有紋波系統實(shí)驗
6. 追小拍無(wú)紋波系統實(shí)驗
7. 大林算法控制
8. 非線(xiàn)性控制
9. 解耦控制
10. 綜合控制實(shí)驗
（2）自動(dòng)控制原理實(shí)驗項目
1. 典型環(huán)節的模擬研究
2. 典型系統瞬態(tài)響應和穩定性
3. 系統校正
4. 控制系統的頻率特性
5. 典型非線(xiàn)性環(huán)節
6. 非線(xiàn)性系統（一）
7. 非線(xiàn)性系統（二）
8. 采樣系統分析
9. 采樣控制系統的校正
l0. 狀態(tài)反饋（極點(diǎn)配置）
（3）控制系統實(shí)驗項目
1. 直流電機閉環(huán)調速實(shí)驗
2. 溫度閉環(huán)控制實(shí)驗
3. 步進(jìn)電機調速實(shí)驗

（4）信號與系統及數字信號處理平臺

1 、基本運算單元實(shí)驗（單元電路、信號源、頻率計、電壓表）
2 、階躍響應與沖激響應實(shí)驗
3 、連續系統的模擬實(shí)驗
4 、模擬濾波器實(shí)驗（無(wú)源、有源、低通、高通、帶通、帶阻）
5 、抽樣定理實(shí)驗
6 、二階網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)軌跡實(shí)驗
7 、一階電路暫態(tài)響應實(shí)驗
8 、二階電路暫態(tài)響應實(shí)驗
9 、二階電路傳輸特性實(shí)驗
10 、信號卷積實(shí)驗
11 、矩形信號的分解實(shí)驗
12 、矩形信號的合成實(shí)驗
13 、幅度對信號合成的影響
14 、相位對信號合成的影響
15 、鋸齒波信號的分解 / 合成
16 、信號的調制與解調實(shí)驗
17 、信號的頻譜分析
18 、頻分與復用實(shí)驗
19 、 DSP 應用實(shí)驗
20 、 DSP 數字信號處理單元實(shí)驗
21 、數字濾波器實(shí)驗（低通、高通、帶通、帶阻）
22 、八階高通、低通濾波器（巴特沃斯）實(shí)驗
23 、各種模擬、數字濾波器性能比較實(shí)驗
24 、主機接口與二次開(kāi)發(fā)區
25 、 CPLD 編程開(kāi)放模塊

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