【正文】 試。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，單片機(jī)編程軟件；（3）PROTEUS電子設(shè)計(jì)仿真軟件。循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）熟悉循環(huán)程序的類型及結(jié)構(gòu)；（2）掌握單重循環(huán)和多重循環(huán)程序的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：自行設(shè)計(jì)編寫一到二個循環(huán)程序，并調(diào)試運(yùn)行程序，同時觀察運(yùn)行的結(jié)果。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，單片機(jī)編程軟件；（3）PROTEUS電子設(shè)計(jì)仿真軟件。外部中斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）P1口接發(fā)光二極管，，在PROTEUS環(huán)境繪制電路原理圖；（2）編程實(shí)現(xiàn)正常情況P1口所接的發(fā)光二極管作跑馬燈運(yùn)行，產(chǎn)生中斷0時燈閃爍，產(chǎn)生中斷1時，燈低四位和高四位交替閃爍；（3）在PROTEUS環(huán)境對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PROTEUS環(huán)境，P1口接發(fā)光二極管，開放外部中斷0和中斷1。正常情況下，P1口作跑馬燈使用，當(dāng)外部中斷0產(chǎn)生時，燈全部作閃爍，當(dāng)外部中斷1產(chǎn)生時，P1口低四位和高四位交替閃爍。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，單片機(jī)編程軟件；（3）PROTEUS電子設(shè)計(jì)仿真軟件。定時計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）T0作為定時器使用，P1口接發(fā)光二極管，編程實(shí)現(xiàn)二極管循環(huán)點(diǎn)亮；（2）改變定時器的初值，觀察彩燈的變化；（3）思考怎樣擴(kuò)大定時/計(jì)數(shù)器的范圍。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：,T0作定時器使用,編程實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)燈。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，單片機(jī)編程軟件；（3）PROTEUS電子設(shè)計(jì)仿真軟件。串行通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）P0口接數(shù)碼管，顯示串行接收數(shù)據(jù)，P1口接數(shù)字開關(guān)，P1口數(shù)據(jù)從串行口輸出；（2）編程程序?qū)崿F(xiàn)雙機(jī)通信；（3）在PROTEUS環(huán)境對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PROTEUS環(huán)境實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PROTEUS軟件。A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）要求在PROTEUS環(huán)境中實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換控制電路設(shè)計(jì)；（2）編程實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示；（3）在PROTEUS環(huán)境對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真和調(diào)試；（4）在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中加以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PROTEUS環(huán)境用ADC0808作為轉(zhuǎn)換器，編程實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。并在硬件上加以驗(yàn)證。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PROTEUS軟件。數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）設(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的電路；（2）編寫實(shí)驗(yàn)程序，改變掃描頻率觀察顯示效果；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：LED為共陰數(shù)碼管，利用單片機(jī)的端口做為位驅(qū)動，用74LS273作為段驅(qū)，采用動態(tài)掃描，顯示存放在6個連續(xù)單元中的BCD碼數(shù)字。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，單片機(jī)編程軟件。波形發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）在PROTEUS環(huán)境中，以DAC0832為D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)波形發(fā)生器電路設(shè)計(jì)；（2）編寫正弦波、三角波程序；（3）在PROTEUS環(huán)境對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PROTEU環(huán)境用DAC0832為轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)正弦波、三角波等。主要儀器設(shè)備：（1）單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺；（2）PROTEUS軟件。五、考核方法與評分標(biāo)準(zhǔn)考核方法：每個實(shí)驗(yàn)的考勤與實(shí)驗(yàn)完成情況和實(shí)驗(yàn)報告相結(jié)合的評定方式。評分標(biāo)準(zhǔn)：分優(yōu)、良、中、及格、不及格五個等級，實(shí)驗(yàn)的考勤與實(shí)驗(yàn)完成情況占30%，實(shí)驗(yàn)報告占70%。占課程成績百分比：15%。六、教材或指導(dǎo)書教材：. 北京精儀達(dá)盛科技有限公司,2006.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：自編。《自動控制原理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程代碼：121200106課程性質(zhì)：非獨(dú)立設(shè)課課程屬性：專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課適用專業(yè)：自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器學(xué) 時：總學(xué)時 58 實(shí)驗(yàn)學(xué)時 10 編 寫 人：林立 審 核 人：羅慶躍一、課程簡介《自動控制原理》是電氣工程及其自動化、自動化、測控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門必修學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。本課程主要要求學(xué)生熟練掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念和數(shù)學(xué)建模方法，掌握控制系統(tǒng)的時域、頻域及根軌跡分析方法及頻域設(shè)計(jì)方法，為后續(xù)專業(yè)課程提供理論分析基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)加深對自動控制系統(tǒng)理論的理解，并加強(qiáng)工程實(shí)踐和動手能力的培養(yǎng)。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的及要求目的：配合理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，為今后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。要求：要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)自動控制系統(tǒng)的基本知識，一方面，掌握一階、二階、高階系統(tǒng)的硬件模擬方法和軟件模擬方法，并對其分析時域、頻域響應(yīng)及穩(wěn)定性分析；另外一方面，掌握控制系統(tǒng)的串聯(lián)及PID數(shù)字控制校正設(shè)計(jì)方法，提高控制系統(tǒng)的性能，為解決實(shí)際生產(chǎn)問題提供技術(shù)支撐。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置表序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時每組人數(shù)必做或選做實(shí)驗(yàn)類型1典型環(huán)節(jié)及階躍響應(yīng)22人必做驗(yàn)證性2二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)22人必做驗(yàn)證性3控制系統(tǒng)的穩(wěn)定分析22人必做驗(yàn)證性4系統(tǒng)頻率特性測量22人選做綜合性5控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及時、頻域的Matlab分析22人選做綜合性6典型環(huán)節(jié)的Simulink時域分析22人選做綜合性7連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正22人選做驗(yàn)證性8數(shù)字PID控制22人選做驗(yàn)證性四、單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容和要求典型環(huán)節(jié)及階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）掌握根據(jù)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)模擬電路的方法；（2）掌握典型環(huán)節(jié)模擬電路的外部接線方法；（3）掌握用計(jì)算機(jī)測試典型環(huán)節(jié)模擬電路階躍響應(yīng)的方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）對各典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的模擬電路；（2）測試各典型環(huán)節(jié)在單位階躍信號作用下的輸出響應(yīng)；（3）改變各典型環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)，觀測對輸出響應(yīng)的影響。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)。二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）掌握二階系統(tǒng)的模擬電路實(shí)現(xiàn)方法，掌握不同阻尼比下其階躍響應(yīng)情況；（2）掌握二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)的測試方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）通過對二階系統(tǒng)開環(huán)增益的調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)分別呈現(xiàn)為欠阻尼0＜ξ＜1(R=10K，K=10),臨界阻尼ξ=1(R=40K，K=)和過阻尼ξ＞1(R=100K，k=1)三種狀態(tài)，并用示波器記錄階躍響應(yīng)曲線；（2）能過對二階系統(tǒng)開環(huán)增益k的調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)的阻尼比ξ==(R=20K，K=5)，觀測此時系統(tǒng)在階躍信號作用下的動態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量Mp，上升時間tp和調(diào)整時間ts，并記錄下來。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)。控制系統(tǒng)的穩(wěn)定分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）通過三階系統(tǒng)的模擬電路實(shí)驗(yàn)，掌握線性定常系統(tǒng)動、靜態(tài)性能的一般測試方法；（2）研究三階系統(tǒng)的參數(shù)與其靜態(tài)性能間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）研究三階系統(tǒng)的開環(huán)增益k或一個慢性環(huán)節(jié)時間常數(shù)T的變化對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響；（2）由實(shí)驗(yàn)確定三階系統(tǒng)穩(wěn)定由臨界k值，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)。系統(tǒng)頻率特性測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）典型環(huán)節(jié)的模擬電路搭建方法；（2）掌握典型環(huán)節(jié)正弦函數(shù)作用下典型環(huán)節(jié)頻率特性響應(yīng)測試方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）典型環(huán)節(jié)的模擬電路搭建；（2）典型環(huán)節(jié)正弦函數(shù)作用下典型環(huán)節(jié)頻率特性響應(yīng)測試。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)。控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及時、頻域的Matlab分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）掌握高階系統(tǒng)穩(wěn)定性、時域、頻域分析的Matlab程序編寫方法；（2）掌握高階系統(tǒng)穩(wěn)定性、時域、頻域分析的Matlab程序運(yùn)行結(jié)果分析方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）高階系統(tǒng)穩(wěn)定性、時域、頻域分析的Matlab程序編寫；（2）高階系統(tǒng)穩(wěn)定性、時域、頻域分析的Matlab程序運(yùn)行結(jié)果分析。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)、Matlab軟件。典型環(huán)節(jié)的Simulink時域分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）掌握典型環(huán)節(jié)的Simulink建模方法；（2）掌握典型環(huán)節(jié)的Simulink分析方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）典型環(huán)節(jié)的Simulink建模；（2）典型環(huán)節(jié)的Simulink時域分析。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)、Matlab軟件。連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）掌握串聯(lián)校正裝置設(shè)計(jì)的一般方法；（2）設(shè)計(jì)一個有源串聯(lián)超前校正裝置，使之滿足實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)動、靜態(tài)性能的要求。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）原始系統(tǒng)的模擬電路搭建方法；（2）串聯(lián)校正裝置參數(shù)的設(shè)計(jì)；（3）串聯(lián)校正系統(tǒng)性能測試。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)。數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解采樣控制的基本理論；（2）掌握采樣控制系統(tǒng)校正裝置的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）采樣控制系統(tǒng)校正裝置的設(shè)計(jì)；（2）采樣控制系統(tǒng)的調(diào)試方法。主要儀器設(shè)備：（1）自動控制原理實(shí)驗(yàn)箱；（2）PC機(jī)。五、考核方法與評分標(biāo)準(zhǔn)考核方法：實(shí)驗(yàn)考核在期末考題中體現(xiàn)，約占課程總成績的10 %；實(shí)驗(yàn)缺席兩次不準(zhǔn)參加本課程的考試和考核。評分標(biāo)準(zhǔn)：每次實(shí)驗(yàn)在規(guī)定學(xué)時內(nèi)獨(dú)立完成，且完成情況較好的，優(yōu)；每次實(shí)驗(yàn)在規(guī)定學(xué)時內(nèi)部分獨(dú)立完成，部分經(jīng)過教師指導(dǎo)完成，良；每次實(shí)驗(yàn)在規(guī)定學(xué)時內(nèi)經(jīng)過教師指導(dǎo)完成，且完成情況較好，中；每次實(shí)驗(yàn)在規(guī)定學(xué)時內(nèi)經(jīng)過教師指導(dǎo)完成，且完成情況一般，及格；不能在規(guī)定學(xué)時內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不及格。六、教材或指導(dǎo)書孫炳達(dá)主編《自動控制原理》第3版 機(jī)械工業(yè)出版社 2012. 指導(dǎo)書：[1]胡壽松．《自動控制原理》．科學(xué)出版社．第六版．.[2]李曉秀，宋麗蓉．《自動控制原理》．機(jī)械工業(yè)出版社．第2版．.[3]自動控制原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（自編）.[4]自動控制原理實(shí)驗(yàn)裝置使用說明書（廠家提供）.《PLC原理及應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程代碼：121200107 課程性質(zhì)：非獨(dú)立設(shè)課課程屬性：專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課適用專業(yè)：電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器、自動化、軌道交通信號與控制學(xué) 時：總學(xué)時 50 實(shí)驗(yàn)學(xué)時 10 編 寫 人：朱群峰 審 核 人：羅慶躍一、課程簡介《PLC原理及應(yīng)用》是電類專業(yè)的一門必修學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。本課程主要要求學(xué)生熟練掌握PLC的基本結(jié)構(gòu)與工作原理、FX系列PLC的編程元件與指令系統(tǒng)、順序功能圖的設(shè)計(jì)方法和以順序功能圖為基礎(chǔ)的3種順序控制梯形圖程序編程方法（使用STL指令、使用起保停電路和以轉(zhuǎn)換為中心等）；掌握PLC在工程領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用方法（包括PLC應(yīng)用項(xiàng)目的規(guī)劃、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試等）；了解PLC在工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)和趨勢；具備分析解決工程實(shí)際問題的初步能力。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的及要求目的：配合理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，為今后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。要求：要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)PLC知識，掌握PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)分析，PLC選型，I/O接線等硬件電路的設(shè)計(jì)，以及軟件的編程、調(diào)試、運(yùn)行與監(jiān)視等實(shí)驗(yàn)方法，達(dá)到為工業(yè)自動化生產(chǎn)設(shè)計(jì)的基本要求。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置表序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時每組人數(shù)必做或選做實(shí)驗(yàn)類型1基本指令的編程練習(xí)22人必開驗(yàn)證性2定時計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)22人必開驗(yàn)證性3十字路口交通燈控制實(shí)驗(yàn)22人選開綜合性4電梯控制實(shí)驗(yàn)42人選開設(shè)計(jì)性5機(jī)械手控制實(shí)驗(yàn)22人選開綜合性6運(yùn)料小車控制實(shí)驗(yàn)42人選開設(shè)計(jì)性四、單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和要求基本指令的編程練習(xí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求： （1）掌握PLC編程軟件的使用和PLC編程方法；（2）掌握PLC的外部接線方法；（3）掌握下載程序、調(diào)試、運(yùn)行和監(jiān)視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的操作步驟。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （1）邏輯與或非實(shí)驗(yàn)；（2）起、保、停電路控制實(shí)驗(yàn)；主要儀器設(shè)備：（1）PLC實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，PLC軟件。定時計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）掌握PLC定時/計(jì)數(shù)器的使用和編程方法；（2）掌握PLC的外部接線方法；（3）掌握下載程序、調(diào)試、運(yùn)行和監(jiān)視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的操作步驟。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）編程使用PLC 輸出周期為3秒的方波信號；（2）PLC對外部脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值達(dá)到10時， PLC的Y0輸出為1，按下復(fù)位時將輸出清0。主要儀器設(shè)備：（1）PLC實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，PLC軟件。十字路口交通燈實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）熟悉PLC的編程原理及方法；（2）掌握定時器的使用方法；（3）掌握順序設(shè)計(jì)法的使用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，交通燈規(guī)則：東西紅南北紅（1s）——南北紅東西綠（3s）——南北紅東西黃（1s）——南北紅東西紅（1s）南北綠東西紅（3s）南北黃東西紅（1s），以后依次循環(huán)。主要儀器設(shè)備：（1）PLC實(shí)驗(yàn)臺；（2）PC機(jī)，PLC軟件。電梯控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）熟悉PLC的編程原理及方法；（2）掌握電梯運(yùn)行的一般要求；（3）探索隨機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)技巧。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)3層以上電梯控制系統(tǒng)：要