【正文】 ，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。它由轉(zhuǎn)盤、光電轉(zhuǎn)換和頻率/電壓（F/V）轉(zhuǎn)換電路組成。由于轉(zhuǎn)速測量的轉(zhuǎn)盤為60齒，電機旋轉(zhuǎn)一周，光電變換后輸出60個脈沖信號，對于轉(zhuǎn)速為n的電機來說，輸出的脈沖頻率為60n/min，我們用這個信號接入以秒作為計數(shù)單位的頻率計時，頻率計的讀數(shù)即為電機的轉(zhuǎn)速，所以轉(zhuǎn)速測量輸出的電壓即為頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出，這里的F/V轉(zhuǎn)換率為150Hz/V。根據(jù)設(shè)計要求改變輸出電壓反饋系數(shù)b可以得到預(yù)設(shè)的輸出電壓。四．實驗內(nèi)容及步驟，除了實際的模擬對象和轉(zhuǎn)速計表外，其中的模擬電路由ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗板上的運放單元和備用元器件搭建而成。這里給出一組參考的實驗參數(shù)，僅供參考，在實際的實驗中需聯(lián)系實際的控制對象進行參數(shù)的試湊，以達到預(yù)定的效果。參考的試驗參數(shù)為：R0=R1=R2=100KW，R3=100KW，R4=2MW，R5=10KW，C1=1mF，Rf/Ri=1。具體的實驗步驟如下：1．先將ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)和ACCT02電機轉(zhuǎn)速控制的面板上的電源船形開關(guān)均放在“OFF”狀態(tài)。2．利用ACCT01A實驗板上的單元電路UU15和U11。需要注意的是，運放的鎖零信號G接到－15V。（1）將ACCT01A面板上U1單元的可調(diào)電壓接到Ug；（2）給定輸出接PID調(diào)節(jié)器的輸入，這里參考電路中Kd=0，R4的作用是提高PI調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性。（3）經(jīng)PID運算后給電機驅(qū)動電路提供輸入信號，即將調(diào)節(jié)器電路單元的輸出接到ACCT02電機轉(zhuǎn)速控制面板上的功率轉(zhuǎn)換電路的正極輸入端（IN＋），負極端（IN－）接地；（4）功率轉(zhuǎn)換的輸出接到直流電機的電樞兩端（內(nèi)部已經(jīng)連接）；（5）轉(zhuǎn)速測量的輸出同時接到電壓反饋輸入端，由于轉(zhuǎn)速測量輸出的電壓為正值，所以反饋回路中接一個反饋系數(shù)可調(diào)節(jié)的反相器。調(diào)節(jié)反饋系數(shù)b=Rf/Ri，從而調(diào)節(jié)輸出的電壓Uo。3．連接好上述線路，全面檢查線路后，先合上ACCT02電機轉(zhuǎn)速控制面板的電源船形開關(guān)，再合上ACCT01A面板上的船形開關(guān)，調(diào)整PID參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定，同時觀測輸出電壓變化情況。4．在閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，外加干擾信號，系統(tǒng)達到無靜差。如達不到，則根據(jù)PID參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響重新調(diào)節(jié)PID參數(shù)。5．改變給定信號，觀察系統(tǒng)動態(tài)特性。實驗二 溫度控制實驗一． 實驗?zāi)康?．在自動控制理論實驗基礎(chǔ)上，控制實際的模擬對象，加深對理論的理解；2．掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二．實驗設(shè)備 溫度控制系統(tǒng)框圖1．ACCCI型自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗裝置；2．數(shù)字式萬用表。三．實驗原理 ，由給定、PID調(diào)節(jié)器、脈寬調(diào)制電路、加溫室、溫度變送器和輸出電壓反饋等部分組成。在參數(shù)給定的情況下，經(jīng)過PID運算產(chǎn)生相應(yīng)的控制量，使加溫室里的溫度穩(wěn)定在給定值。給定Ug由ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)的實驗面板上的電源單元U1提供，～15V。PID調(diào)節(jié)器的輸出作為脈寬調(diào)制的輸入信號，經(jīng)脈寬調(diào)制電路產(chǎn)生占空比可調(diào)0～100％的脈沖信號，作為對加溫室里電熱絲的加熱信號。溫度測量采用Cu50熱敏電阻，經(jīng)溫度變送器轉(zhuǎn)換成電壓反饋量，溫度輸入范圍為0～200℃,溫度變送器的輸出電壓范圍為DC0～10V。根據(jù)實際的設(shè)計要求，調(diào)節(jié)反饋系數(shù)b，從而調(diào)節(jié)輸出電壓。四．實驗內(nèi)容及步驟，除了實際的模擬對象外，其中的模擬電路由ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗板上的運放單元和備用元器件搭建而成。參考的試驗參數(shù)（僅供參考）為：R0=R1=R2=100KW，R3=100KW，R4=2MW，R5=1KW，C1=1mF，Rf/Ri=2。具體的實驗步驟如下：1．先將ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)和ACCT02溫度的檢測和控制面板電源船形開關(guān)均放在“OFF”狀態(tài)2．利用ACCT01A實驗板上的單元電路UU15和U10。需注意的是運放的鎖零信號G接－15V。（1）將ACCT01A B面板上U1單元的可調(diào)電壓接到Ug；（2）給定輸出接PID調(diào)節(jié)器的輸入，這里參考電路中Kd=0，R4的作用是提高PI調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性。（3）經(jīng)過PID運算調(diào)節(jié)器輸出（0～10V）接到ACTWKA面板上溫度的檢測和控制單元的脈寬調(diào)制的輸入端Uin兩端，脈寬調(diào)制后輸出的電壓作為加溫室里電熱絲加熱的輸入電壓。（4）溫度變送器通過檢測Cu50熱敏電阻的溫度，然后轉(zhuǎn)換成電壓信號，作為反饋信號。溫度變送器的輸出U0接到電壓反饋輸入端，同時接到電壓表的輸入端，通過電壓表來觀測相應(yīng)的溫度的變化。（5）由于溫度變送器的輸出的電壓為正值，所以反饋回路中接一個反饋系數(shù)可調(diào)節(jié)的反相器。調(diào)節(jié)反饋系數(shù)b=Rf/Ri，從而調(diào)節(jié)輸出的電壓Uo。3．連接好上述電路，全面檢查線路后，先合上ACCT02實驗面板上的電源船形開關(guān)，再合上ACCT01A面板上的船形開關(guān)，調(diào)整PID參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定，同時觀測輸出電壓變化情況。4．在閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，外加干擾信號，系統(tǒng)達到無靜差。如達不到，則根據(jù)PID參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響重新調(diào)節(jié)PID參數(shù)。5．改變給定信號，觀察系統(tǒng)動態(tài)特性。實驗三 水箱液位控制實驗一． 實驗?zāi)康?．在自動控制理論實驗基礎(chǔ)上，控制實際的模擬對象，加深對理論的理解； 水箱液位控制系統(tǒng)框圖2．學(xué)習(xí)和掌握閉環(huán)反饋系統(tǒng)的控制方法。二．實驗設(shè)備1．ACCCI 型自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗裝置；2．數(shù)字式萬用表。三．實驗原理，由給定、PID調(diào)節(jié)器、功率放大、水泵、液位測量和輸出電壓反饋電路組成。在參數(shù)給定的情況下，經(jīng)過PID運算產(chǎn)生相應(yīng)的控制量，使水箱里的水位穩(wěn)定在給定值。給定Ug由ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)的實驗面板上的電源單元U1提供，～15V。 PID調(diào)節(jié)器的輸出作為水泵的輸入信號，經(jīng)過功率放大后作為水泵的工作電源，從而控制水的流量。 液位測量通過檢測有機玻璃水箱的水壓，轉(zhuǎn)換成電壓信號作為電壓反饋信號，水泵的水壓為0～6Kpa，輸出電壓為0～10V，這里由于水箱的高度受實驗臺的限制，所以調(diào)節(jié)壓力變送器的量程使得水位達到250mm時壓力變送器的輸出電壓為5V。根據(jù)實際的設(shè)計要求，調(diào)節(jié)反饋系數(shù)b，從而調(diào)節(jié)輸出電壓。四．實驗內(nèi)容及步驟，除了實際的模擬對象外，其中的模擬電路由ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗板上的運放單元和備用元器件搭建而成。參考的試驗參數(shù)（僅供參考）為：R0=R1=R2=200KW，R3=100KW，R4=2MW，R5=10KW，C1=1mF，Rf/Ri=1。具體的實驗步驟如下： 水箱液位控制系統(tǒng)接線圖1．先將ACCT01A自動控制理論及計算機控制技術(shù)面板上的電源船形開關(guān)放在“OFF”狀態(tài)。2．利用ACCT01A實驗板上的單元電路U1U11和U10。需注意的是運放的鎖零信號G接－15V。（1）將ACCT01A面板上U1單元的可調(diào)電壓接到Ug；（2）給定輸出接PID調(diào)節(jié)器的輸入，這里參考電路中Kd=0，R4的作用是提高PI調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性。（3）經(jīng)過PID運算調(diào)節(jié)器輸出（0～10V）接到ACCT03面板上水泵的輸入兩端，經(jīng)過功率放大電壓作為水泵的電源信號。（4）液位測量經(jīng)壓力變送器檢測水箱里的水壓即水位轉(zhuǎn)換成電壓輸出信號，作為電壓反饋信號，將液位測量的輸出接到電壓反饋電路的輸入端。（5）由于壓力變送器輸出的電壓為正值，所以反饋回路中接一個反饋系數(shù)可調(diào)節(jié)的反相器。調(diào)節(jié)反饋系數(shù)b=Rf/Ri，從而調(diào)節(jié)輸出的電壓Uo。3．連接好上述電路，全面檢查線路后，將ACCT03面板上的放水閥打開，合上ACCT03實驗面板上的電源船形開關(guān)，調(diào)整PID參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定，同時觀測輸出電壓變化情況。4．在閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，改變ACCT03面板上的放水閥水的流量，系統(tǒng)達到無靜差。5．改變給定信號，通過水箱內(nèi)水位的變化很直觀地觀察系統(tǒng)動態(tài)特性。第一章 概 述控制理論實驗上位機程序，是為求是公司生產(chǎn)的自動控制理論實驗裝置配套的上位機控制程序。本軟件必須與自動控制控制理論實驗設(shè)備（實驗裝置）配套使用，使用本軟件前，計算機必須與實驗設(shè)備通過USB口進行連接，并合上實驗設(shè)備電源。脫離實驗設(shè)備，本軟件將無法正常使用。 自動控制理論時域及非線性特性分析主界面 自動控制理論實驗上位機程序主界面（LabVIEW上位機界面）,另外實驗三(頻域特性分析)有獨立LabVIEW上位機界面,實驗九和實驗十(采樣控制)也有獨立LabVIEW上位機界面,: 自動控制理論頻域分析實驗界面自動控制控制理論實驗設(shè)備，內(nèi)部包含有以C8051F060為核心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。上位機控制程序可以通過該采集系統(tǒng)完成8通道數(shù)據(jù)采集輸入（同時采集最多2通道）和2通道檢測波形輸出（同時輸出最多2通道），可以完成包括控制理論實驗所需的檢測信號發(fā)生、數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)，并支持多種波形顯示方式和后期圖像數(shù)據(jù)處理。1．1 實驗設(shè)置：使用上位機程序可以完成控制理論的基礎(chǔ)實驗和高級的開放型實驗，實驗系統(tǒng)支持的控制理論實驗有：實驗一 典型環(huán)節(jié)的電路模擬與軟件仿真研究實驗二 典型系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性分析實驗三 典型環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）的頻率特性測量實驗四 線性系統(tǒng)串聯(lián)校正實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性實驗六 非線性系統(tǒng)相平面法實驗七 非線性系統(tǒng)描述函數(shù)法實驗八 極點配置全狀態(tài)反饋控制實驗九 采樣控制系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性分析的混合仿真研究實驗十 采樣控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的混合仿真研究除以上所列實驗外，可以按需要自行設(shè)計并進行其它新實驗。：除了本說明書（上位機軟件使用說明書）以外，對以上所列每個實驗將提供實驗指導(dǎo)書。其內(nèi)容包括：實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗步驟和附錄。該附錄對實驗原理作了說明，包括系統(tǒng)的框圖、參考傳遞函數(shù)、電路、典型參數(shù)和參考實驗結(jié)果等等。1．2 文件操作：打開以前保存的LabVIEW格式的圖形文件。：數(shù)據(jù)將被保存LabVIEW格式的圖形文件。：將顯示區(qū)域內(nèi)的圖象保存成位圖文件,后綴名為bmp。第二章 安裝指南及系統(tǒng)要求2．1 安裝指南硬件的安裝與設(shè)置1．電源：本實驗設(shè)備配備了相應(yīng)的電源線，電源要求為單相180~240VACRMS。注意：電源線與實驗設(shè)備、計算機的連接一定要插實，防止實驗中可能移動設(shè)備造成的斷電。安裝和使用過程中注意保護電源連接線，電線破損可能造成嚴重的人身傷害。2．實驗設(shè)備與計算機的連接方法。3．硬件的安裝步驟（1）關(guān)閉PC電源，連接實驗設(shè)備與計算機的USB電纜。軟件的安裝與設(shè)置,將安裝文件安裝到默認路徑,安裝完上位機界面程序后,我們還需要安裝USBISP1581驅(qū)動(),這樣USB通訊線將PC機和實驗設(shè)備連接后, ：，連接ACTI型實驗設(shè)備上插座與電腦USB口。安裝完成后,執(zhí)行文件為安裝目錄下的“求是教儀”。2．2 系統(tǒng)要求操作系統(tǒng)：Windows 98 以上操作系統(tǒng)。建議配置：* Celeron CPU 1GHz以上兼容產(chǎn)品，建議使用Celeron CPU 以上等級。* PC內(nèi)存容量128M bytes 以上，建議使用256M以上。* 硬盤可使用空間 300M bytes以上。* CDROM（安裝程序用）。* 顯示規(guī)格800 X 600 VGA以上，建議使用1024 X 768。* 使用101鍵盤，建議使用Windows95鍵盤。 預(yù)裝軟件： 上位機軟件Microsoft Word 97/2000第三章 功能使用說明3．1 實驗主界面實驗主界面如圖（）所示。在實驗主界面可以完成數(shù)據(jù)采集、信號發(fā)生、波形顯示和處理等多種功能（將在接下來的章節(jié)具體介紹）。界面的主體是中間的圖像顯示框（詳見下面界面圖形）。3．2 系統(tǒng)連接PC機與實驗設(shè)備USB采集設(shè)備是否能夠連接上,我們可以查看,PC上位機是否可以檢測到實驗設(shè)備中的USB硬件,如果第一次連接USB線,PC上位機將會提示檢測到新硬件,也可以雙擊Windows系統(tǒng)界面右下圖的狀態(tài)欄中檢測到新USB設(shè)備的圖標，打開如下界面，如下圖所示，檢測到實驗設(shè)備下位機的USB設(shè)備（PHILIPS isp1581 Scanner KIT）： 安全刪除硬件 3．4 顯示模式顯示模式模塊如圖（ ）所示，模塊支持四種顯示模式，分別為： 模式：橫坐標為時間軸，縱坐標為通道數(shù)據(jù)值。選擇Xt顯示模式，顯示模塊顯示如圖（）所示顯示界面，橫坐標時間軸的量程設(shè)置，縱坐標幅值范圍為10V～10V。Xt 模式可以用于顯示系統(tǒng)的測試信號、暫態(tài)或穩(wěn)態(tài)的時域響應(yīng)等。：橫坐標為采樣通道X值，縱坐標為采樣通道Y值。選擇XY顯示模式，顯示模塊顯示如圖（）所示顯示界面。橫、縱坐標幅值范圍為10V～10V，XY模式主要用于顯示李沙育圖形等。：橫坐標為頻率，用對數(shù)表示。選擇