在自动化及相关技术领域的教学与研究中，自控原理与计算机控制实验仪是一款至关重要的设备。它为深入探究自动控制原理以及计算机控制技术提供了全面且高效的实验平台。
一、实验仪功能概述
这款实验仪配备了集成操作软件，其PC示波器功能尤为突出。借助该功能，使用者能够实时、清晰地观测控制系统的静态与动态特性，为模拟控制系统特性的研究带来了极大便利。例如，在分析复杂控制系统的响应过程时，能直观看到各项参数的变化趋势，帮助研究人员精准把握系统运行状况。
实验仪中的微型温度控制单元可替代传统烤箱，用于开展温度控制实验。结合系统配置的直流电机、步进电机等控制对象，为开设控制系统课程的实验提供了丰富的选择。此外，该系统具备良好的扩展性，能够支持线性系统、最优控制、系统辨识以及计算机控制等现代控制理论的模拟实验研究，满足了不同层次、不同方向的科研与教学需求。
二、实验仪特性剖析
自控原理与计算机控制实验仪在众多专业教学中占据基础地位，涵盖自动化、自动控制、电子技术、电气技术以及精密教学仪器等专业。其具有以下显著特性：
开放性与扩展性：实验仪设计灵活，能够适应多种实验需求，并支持后续的功能扩展。
集成度高：集成了多种控制单元和实验模块，便于快速搭建和调试实验系统。
直观性：通过PC示波器等工具，能够直观展示实验结果，便于学生理解和分析。
实验仪的运算模拟单元配备了八个运放，每个单元内部都集成了实验所需的电阻、电容等元件。通过巧妙运用短路块和导线，可灵活便捷地对实验单元电路进行组合，进而构建出各种形式和阶次的模拟环节与控制系统。这一特性使得学生能够根据不同的实验需求，自主设计和搭建多样化的电路结构，极大地激发了学生的创新思维与实践能力。
从运算模拟单元独立出来的可变电阻器组单元，具有档位连续、调节精度高以及接线灵活多变的优势。无论是在简单的电路参数调整，还是复杂的实验系统搭建中，都能充分满足自控原理实验教学的严格要求。
三、实验仪系统构成
实验仪系统主要由以下部分组成：
通讯与数据采集部分：由各单元电路、8088CPU控制单元以及用于和PC机进行通讯的串口构成，并通过USB进行数据采集。这一架构确保了实验数据能够高效、稳定地传输至PC机，方便后续的分析与处理。
信号源发生单元电路：能够产生正弦波、方波、斜波及抛物波等多种信号，且信号周期可在2毫秒至30秒之间灵活调节。丰富的信号类型与可调节的周期范围，为不同类型的实验提供了多样化的激励信号。
采样保持器及单稳单元电路：由LF398及HEF4538等器件构成，在数据采集与信号处理过程中发挥着关键作用，确保信号的准确采集与稳定处理。
运算模拟单元电路：作为构建模拟控制系统的核心部分，为实现各种复杂的运算和控制功能提供了基础。
非线性用单元电路：专门用于研究控制系统中的非线性特性，拓展了实验仪对复杂系统的研究能力。
状态指示灯单元：以直观的方式显示系统的运行状态，方便操作人员及时了解系统的工作情况。
数/模转换单元电路：实现数字信号与模拟信号的相互转换，是连接数字控制与模拟执行机构的重要桥梁。
AD0832模/数转换单元电路：具备高精度的模数转换能力，确保模拟信号能够准确地转换为数字信号，供计算机进行处理。
AD0809单节拍脉冲发生单元：为特定的实验提供精确的脉冲信号，保障实验的顺利进行。
电位器单元：用于调节电路中的电阻值，实现对电路参数的灵活调整。
－5V电源发生单元：为实验仪中的部分电路提供稳定的负电压电源。
驱动单元：为电机等执行机构提供足够的驱动能力，确保其正常运行。
电机单元：包含直流电机和步进电机，作为常见的控制对象，广泛应用于各类控制实验中。
信号测量单元：借助PC软件实现双踪示波器、频率特性分析等功能，为实验数据的测量与分析提供了强大的工具。
特殊运算环节单元：针对一些特殊的运算需求，提供专门的电路支持。
可变电阻器组单元：档位连续、调节精度高、接线灵活，满足多种实验需求。
微型温度控制单元：可替代烤箱进行温度控制实验，为温度控制相关的研究提供便利。
电源系统：
输入电压：适应范围为220V±10%，能在不同的供电环境下稳定工作。
输出电压/电流：提供+5V/2A，+12V/0.2A，－12V/0.2A等多种规格的输出，满足不同电路模块的供电需求。
四、实验仪实验项目
计算机控制技术实验项目
A/D，D/A转换：深入理解数字信号与模拟信号之间的转换原理与实现方法。
采样保持器：研究采样保持器在数据采集过程中的作用与性能。
数字滤波：学习数字滤波算法，掌握其在信号处理中的应用。
积分分离式PID控制：探究积分分离式PID控制算法在控制系统中的应用效果。
最小拍有纹波系统实验：分析最小拍有纹波系统的特性与性能。
最小拍无纹波系统实验：对比研究最小拍无纹波系统的特点与优势。
大林算法控制：实践大林算法在控制领域的应用。
非线性控制：探索非线性控制策略在复杂系统中的应用。
解耦控制：掌握解耦控制技术，实现对多变量系统的独立控制。
综合控制实验：综合运用多种控制技术，设计并实现复杂的控制系统。
自动控制原理实验项目
典型环节的模拟研究：对常见的典型环节进行模拟实验，深入理解其特性。
典型系统瞬态响应和稳定性：研究典型系统的瞬态响应过程与稳定性。
系统校正：学习系统校正方法，改善系统的性能。
控制系统的频率特性：分析控制系统的频率特性，掌握其分析方法。
典型非线性环节：探究典型非线性环节对系统性能的影响。
非线性系统（一）：初步研究非线性系统的特性与行为。
非线性系统（二）：进一步深入研究非线性系统的复杂现象与控制策略。
采样系统分析：分析采样系统的工作原理与性能特点。
采样控制系统的校正：对采样控制系统进行校正，优化其性能。
状态反馈（极点配置）：运用状态反馈与极点配置技术，实现系统性能的优化。
控制系统实验项目
直流电机闭环调速实验：实现直流电机的闭环调速控制，掌握调速系统的设计与实现。
温度闭环控制实验：通过微型温度控制单元，进行温度闭环控制实验，了解温度控制系统的原理与应用。
步进电机调速实验：开展步进电机调速实验，掌握步进电机的控制方法与调速技巧。
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