全自动控制基本原理试验课操作规程
1、试验前检查试验箱usb联接线是不是与计算机接好。
2、试验电源电路联接好应用心检查,随后请试验指导老师检查过后即可开启试验箱开关电源，没经老师检查的不可开展试验。
3、试验开始前应先检测计算机与试验箱的通讯是不是正常，通讯正常再次,如通讯不正赏搜索愿因使通讯正赏后才能够再次实验。
4、试验联线过程中应手持导线插头轻拔轻插导线，禁止真接拉扯导线拔出。
5、导线联接须齐整、清晰，力争简易、防止交叉部署合理并采用不同颜色导线便捷电源电路检查。
6、试验过程中要拆换电源电路的，应先关掉试验机箱开关电源，禁止通电操作。7、试验完毕应先关掉计算机和机箱,将导线按色归类并扎好放到试验箱导线存放处，盖好试验机箱箱盖，清除好桌面，经指导老师签名允许即可离开实验室。
、构成：1.本机（1）选用主从关系方式多CPU结构CPUA：为主控芯片处理器，用以系统管理，与上位机通信，数据收集及计控试验等。CPUB：辅助控处理器，用以数据信号源产生及自控试验等。CPUC：为自程序编写处理器，用以给予用户二次开发的单片机设计自程序编写。各CPU均选用C8051F410处理芯片，自带A/D、D/A变换，变换精度均为12位（bit）。（2）与计算机通信：选用RS232串口通信联接，也可加接USB转RS232联接电缆线，与计算机USB口联接。（3）被控目标（计算仿真模拟模块）：选用模块式结构，给予11个试验用基本运放仿真模拟模块，组成占比环节、惯性环节、積分环节、占比微分环节，PID环节和典型的二阶、三阶系统等（4）阻容元器件库：0-999.9K直读式可变电阻器，250K电位器，多组电容器。（5）数据信号源模块CPUB：①给予矩形波、正弦波、斜坡、阶跃波、方波、微分单脉冲等的单数据信号源，或同时产生两种不同种类数据信号，其导出力度、宽度、頻率、斜率可在PC机界面上设定。②给予继电特点、饱和特点、死区特点、空隙特点、延迟时间特点等的非线形环节导出，其导出力度、宽度、斜率可在PC机界面上设定。③每个试验范例都给予数据信号源默认值。（6）頻率特点检测模块试验机自带扫频作用，在頻率特点中选用扫频方式，全自动转化成闭环控制、开环伯德图及奈氏曲线图（六个），在一个界面上全部显示，观查时可任选一个开展变大显示（可多次、不断选择），观查便捷形象化。可全自动检索谐振最高值或穿越頻率。（7）数据收集／虚拟示波器模块在示波器界面分为上、下两块显示区，可同时有多达七个通道显示。在全自动控制基本原理试验中供虚拟示波器显示用，在计算机控制技术试验中即供虚拟示波器显示用，又可作为控制器模块键入。数据收集精度为12位（bit）。（8）控制器模块CPUA在计算机控制技术试验中用以计算机的控制测算与导出。A/D、D/A变换精度为12位。PID控制及直接数字控制试验的控制主要参数（包含采样周期）可在界面上直接设置和改动，每项范例试验的控制主要参数（包含采样周期），都在界面上向用户给予了默认值。（9）温控、直流电机、步进电机模块温控模块由环境温度载体和输出功率变大器、调整器、环境温度传感器器、T／V变换器等构成，可开展离散增量型PID闭环控制控制、PWM方式PID闭环控制控制、位式闭环控制控制及外接烤箱PID闭环控制控制。直流电机模块由直流电机和电机推动输出功率变大器、调整器、电机转速检验传感器器、F/V变换器等构成，可开展直流电机转速数字PID闭环控制控制。步进电机模块由步进电机及指针等构成，可开展步进电机转速数字四相四拍、四相八拍方式工作，正、反转及转速控制，并给予试验范例。（10）外设插口模块给予外设的拓展插口，比如烤箱的环境温度控制。2.选购件单片机设计自程序编写模块CPUC在单片机设计自程序编写计控试验中用以计算机的控制测算与导出。C平台自程序编写模块U-EC5仿真模块（用以片式微处理器自程序编写计控试验）。二、试验项目1.全自动控制基本原理试验线形系统的时域分析：典型环节的仿真模拟研究、二阶系统和三阶系统的稳定性和瞬态回应。线形控制系统的频域分析：一阶惯性环节的頻率特点曲线图试验、二阶闭环控制和开环系统的頻率特点曲线图试验。线形系统的校正与情况意见反馈：频域法串连超前的校正、频域法串连迟后校正、时域法串连占比微分校正、时域法局部占比意见反馈校正、时域法微分意见反馈校正和线形系统的情况意见反馈及极点配备。非线形系统的相平面图分析：典型环节、二阶非线形控制系统和三阶非线形控制系统。2.计算机控制技术试验采样／维持与微分／数字过滤简易数字PID控制：被控目标辨识，0型和Ⅰ型的二阶／三阶部位型／增量型／積分分离出来／带死区／含有延迟时间目标PID控制。串级PID控制：二阶／三阶串级控制比值PID控制：单闭环控制／双闭环控制比值控制位式控制前馈-意见反馈PID控制：静态数据／动态性前馈-意见反馈控制解耦PID控制：静态数据／动态性前馈赔偿解耦控制直接数字控制试验：大林优化算法控制、最少拍控制3.自程序编写计控试验C++自程序编写、单片机设计自程序编写计控试验。试验项目同计算机控制技术试验PID控制。4.控制系统应用试验直流电机PID转速控制环境温度增量型PID控制环境温度PWM方式PID控制环境温度位式控制烤箱位式控制步进电机转速、转角控制1.被控目标选用模块式结构选用模块式结构将使被控目标搭建便捷，只须选用短路故障套跨接及少量模块间的连线就能结构出各种型式和阶次的仿真模拟环节，形象化且简单化了试验操作和设备管理。2.时域分析界面可同时有多达七个通道显示，可拖动界面上标尺测X轴（时长值）和Y轴（力度值），波型可上、下、左、右随便移动，X、Y轴占比可随便改动，每个试验只运作一个试验工作周期，假如运作时长超出界面时，将再次滚动显示，终止后将全自动停在起始部位。每个试验在界面上显示该试验范例的基本原理图，有利于用户脱开试验指导书开展试验，见配件1。在非线形系统试验时有相平面图显示方式，见配件3。3.频域分析界面频域分析界面可由用户随便选择设定所需检测的頻率点(最多为60点)，系统集成化软件按頻率设定点，一次转化成该试验系统的闭环控制和开环对数幅频特点曲线图、对数相频特点曲线图（伯德图），幅相特点曲线图（奈奎斯特图），共六种特点曲线图，并在一个界面上全部显示，供用户使用。检测进行后，将同时全自动产生闭环控制、开环伯德图及奈氏曲线图（持续曲线图）；用户可在曲线图上随便增加頻率点，搜索曲线图上各頻率点的各特点主要参数，比如谐振頻率、谐振最高值，穿越頻率、相位裕度等。试验过程中，对每个頻率点检测进行后，在界面上将同歩显示该角頻率的闭环控制和开环L、Im、Re标值。在所选頻率点全部检测进行后，可移动标尺读出各頻率点的相应标值。频域分析界面也可由用户依据被测目标的頻率特点设定一个最低頻率点和一个最高頻率点，随后选用谐振最高值或穿越頻率检索方式，让试验机全自动画出頻率特点曲线图，无须用户费心设定各頻率点，见配件2。用户还可在界面上点一下《检测数据》，读出已测頻率点的L等值，分析试验状况。1.计算机控制技术试验PID控制及直接数字控制试验的控制主要参数（包含采样周期）可在界面上直接设置和改动，而无需在程序上开展复杂的改动设置，以防破坏原来的控制程序。这种直接在界面上改动控制主要参数的方式既形象化又便捷，免去了改动撰写程序时所花的大量时间精力。每项范例试验的控制主要参数（包含采样周期），都在界面上向用户给予了默认值。2.多种自程序编写计控试验平台C平台自程序编写C平台自程序编写计控试验是通过VC6.0开发环境用C语言开展撰写计控试验程序。集成化开发环境界面如图5所示。用户进到该界面撰写控制程序，或开启范例文档夹，调出控制系统参照源程序，开展编译程序、联接、载入、运作，见配件5。用户自主撰写的控制程序将在PC机上全速运作，等候试验机的《开始》和《终止》数据信号，按采样周期读取试验系统的导出值，测算出控制值导出，开展优化算法控制。单片机设计自程序编写单片机设计自程序编写计控试验通过C8051FXXX单片机设计开发环境用C51语言开展撰写计控试验程序，集成化开发环境界面如图6所示。用户进到该界面撰写控制程序，或开启范例文档夹，调出控制系统参照源程序，开展编译程序、联接、载入、运作，见配件6。用户自主撰写的控制程序将在试验机单片机设计自程序编写（B5）模块上全速运作，等候试验机的《开始》和《终止》数据信号，按采样周期读取试验系统的导出值，测算出控制值导出，开展优化算法控制。每项试验都向用户给予范例程序。备注：当下阶段其它生产商暂时还无法做到这个指标值。
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