自控/计控原理实验箱

自控/计控原理实验箱

产品概述

自控/计控原理实验箱是一款专为自动控制与计算机控制原理课程设计的综合实训平台，集硬件模拟与软件编程于一体，支持高校相关专业的实验教学。该系统以8088微处理器为核心，结合RS232/USB通信接口，提供丰富的模拟单元和外围对象，适用于线性系统分析、非线性控制、采样系统研究等多样化实验。自控/计控原理实验箱通过模块化设计，实现从基础理论到高级应用的全面覆盖，帮助学生深化对自控和计控原理的理解，提升实践能力。以下详细介绍自控/计控原理实验箱的系统组成和实验项目。

一、系统组成

自控/计控原理实验箱的系统组成全面，涵盖核心处理、信号生成、数据转换及外围控制等模块。核心系统采用8088微处理器，支持计算机控制技术编程，配备RS232总线接口（可切换USB通信），集成上位机复位和人工复位电路，以及自动/手动锁零功能，确保自控/计控原理实验箱的稳定性和易用性。

函数发生器模块可测量电压（-5V～+5V）、频率、温度和转速，提供实时信号显示。阶跃信号发生器支持手控阶跃输出（0/+5v、-5v/+5v），带幅度调节和非线性功能。运算模拟单元包括8个OP07基本运放单元，每单元配备高精度电阻电容网络，支持比例、惯性、积分、微分和PID环节模拟，另有扩展单元用于调零实验。阻容元件库提供多组电位器和可变电阻，便于电路搭建。

数据转换部分包括1路D/A输出（0～5V或–5V～+5V）和4路A/D输入（覆盖0～+5v和-5v～+5v），配合采样保持器及单稳电路，增强自控/计控原理实验箱的信号处理能力。系统自带电源（5V、+12V、–12V）和基准电压，保障供电安全。虚拟示波器功能支持双通道模拟输入，可显示相平面、伯德图、奈奎斯特图等，并通过计算机控制。

外围控制对象包括步进电机（35BY48）和直流电机（BY25），用于转速、转角控制及测速；温度模块支持脉冲宽度和电压控制加热，测温范围0℃～76.5℃。外设接口提供6路开关量输入、8路开关量输出、温控接口及预留测孔。自控/计控原理实验箱还支持二次开发，开放8253定时器、8259中断控制器等地址。机箱采用铝木合金，尺寸480×360×100mm，耐用便携。

二、实验项目

自控/计控原理实验箱的实验项目丰富，分为自动控制实验和计算机控制技术实验两大类，全面覆盖核心知识点。在自动控制实验中，线性系统时域分析包括典型环节模拟、二阶/三阶系统瞬态响应和稳定性研究；频域分析通过伯德图和奈氏图，探究惯性环节、闭环/开环系统频率特性；非线性系统部分涉及相平面分析，如典型非线性环节和二阶/三阶控制系统。此外，线性系统校正与状态反馈实验包括频域串联校正、时域反馈校正及极点配置；采样控制系统分析和模拟直流电机/温度闭环控制实验，强化自控/计控原理实验箱的应用性。

计算机控制技术实验部分，数/模和模/数转换实验为基础，采样与保持模块涵盖采样实验、保持器应用及控制系统分析；平滑与数字滤波实验包括微分平滑和滤波算法；数字PID控制实验探索标准PID、积分分离PID及非线性PID算法；最少拍控制系统设计涉及有纹波/无纹波系统；大林算法实验分析振铃现象及消除；多变量解耦控制和解耦设计提升高级技能；微机二次开发支持创新扩展。控制系统实验还包含直流电机调速、温度闭环控制、步进电机调速及混合温度控制，体现自控/计控原理实验箱的综合性。