自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗臺原理特點及應(yīng)用
時間：2025-11-17 06:00:54 點擊次數(shù)：
中人教儀廠 一、引言
隨著科技的不斷發(fā)展，自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為了適用實驗教學(xué)的需求，本文將詳細簡介一款自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺的設(shè)計原理、功能特別點以及實際應(yīng)用。
二、自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺的設(shè)計原理
1. 系統(tǒng)構(gòu)造
自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺主要采用硬件設(shè)備和系統(tǒng)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。硬件設(shè)備含有概括傳感器、執(zhí)行器、控制器等；系統(tǒng)系統(tǒng)含有概括數(shù)值收集與處置整理模型塊、控制算法設(shè)計模型塊、實驗成果解析模型塊等。
2. 作業(yè)原理
實驗臺經(jīng)過傳感器就地實時收集被控對象的功能數(shù)值信息，然后將這些信息傳輸給控制器實行處置整理。控制器按照預(yù)先設(shè)定的控制策略，對執(zhí)行器發(fā)出控制指令，從而完成對被控對象的精確控制。同時，實驗臺還可以經(jīng)過計算機數(shù)值數(shù)值實行數(shù)值處置整理、控制算法設(shè)計以及實驗成果解析等作業(yè)。
三、自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺的功能特別點
1. 豐富的實驗項目
實驗臺提供了多種實驗項目，涵蓋了自動控制課程課程理論的基礎(chǔ)原理和計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)的前沿應(yīng)用。例如，PID控制器的設(shè)計與應(yīng)用、模糊控制在機器人動作控制中的應(yīng)用、智能交通系統(tǒng)的研究等。經(jīng)過這些實驗項目，學(xué)生可以深入理解自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)的實際應(yīng)用。
2. 開放式的教學(xué)環(huán)境
實驗臺應(yīng)用了開放式的教學(xué)環(huán)境，支持多種編程語言和實操系統(tǒng)。學(xué)生可以按照自己的興趣和需求，自由選用編程語言和實操系統(tǒng)實行實驗實操。此外，實驗臺還提供了豐富的文檔圖紙文檔實驗指導(dǎo)書和在線技術(shù)支持，便利學(xué)生實行學(xué)習(xí)掌控把握和交流ACAC。
3. 強大的數(shù)值處置整理能力
實驗臺具備高功能的數(shù)值收集與處置整理能力，可以就地實時接收大量的數(shù)值并實行快速處置整理。經(jīng)過對數(shù)值的深入挖掘和解析，學(xué)生可以更好地理解自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)的內(nèi)在邏輯。
4. 安全可靠的運行保障
實驗臺應(yīng)用了嚴格的安全措施，保證實驗過程的安全可靠。例如，實驗臺設(shè)定有多重備份功能，可以在發(fā)生故障時自動變換到備用系統(tǒng)；實驗臺還設(shè)定有權(quán)限管理功能，防止未經(jīng)授權(quán)的人員訪問實驗數(shù)值和程序。
四、自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺的實際應(yīng)用
1. 工業(yè)生產(chǎn)自動化
在工業(yè)生產(chǎn)中，自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺可以用來完成生產(chǎn)過程的自動化控制。例如，經(jīng)過實驗臺設(shè)計的plc控制系統(tǒng)，可以完成對生產(chǎn)線物料供應(yīng)、生產(chǎn)任務(wù)分配等環(huán)節(jié)的精確控制，提升生產(chǎn)效率和設(shè)備重量。
2. 交通運輸領(lǐng)域
在交通運輸領(lǐng)域，自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺可以用來研究智能交通系統(tǒng)的組建和管理。例如，經(jīng)過實驗臺設(shè)計的車輛流量監(jiān)測與調(diào)度系統(tǒng)，可以完成對城市道路交通狀況的就地實時監(jiān)測和優(yōu)化調(diào)度，緩解交通擁堵問題。
3. 機器人技術(shù)
在機器人技術(shù)領(lǐng)域，自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺可以用來研究機器人的動作控制和智能決策。例如，經(jīng)過實驗臺設(shè)計的機器人路徑規(guī)劃與導(dǎo)航系統(tǒng)，可以完成機器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主尋路和避障功能，提升機器人的實用性和適應(yīng)性。
-J-19B 自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺
一、基礎(chǔ)簡介
自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺能夠適用《自動控制課程課程理論》、《計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)》和《現(xiàn)代控制課程課程理論》的實驗教學(xué)要求，系統(tǒng)可應(yīng)用模仿、擬真和數(shù)字RTW就地實時控制等多種方法開展實驗教學(xué)。用戶可按照需要選用電機轉(zhuǎn)動速度控制、溫度（℃）控制和液位控制系統(tǒng)等實物對象，經(jīng)過對實物對象的擬真和RTW就地實時控制實驗，來解析速度閉環(huán)系統(tǒng)、溫度（℃）閉環(huán)控制等自控和計控經(jīng)典的控制原理和方法。整個實驗裝置集運放模仿、實際物理對象、計算機數(shù)值數(shù)值檢驗測試與控制于一體，有助于激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，提升學(xué)生的課程課程理論理解能力和實踐動手能力，是各高校理想的實驗設(shè)備。
實驗裝置參考圖片（電腦可單單獨配備）
二、設(shè)備特別點
1、系統(tǒng)集模仿、擬真和數(shù)字RTW就地實時控制為一體，實驗由淺入深，由模仿到數(shù)字循序漸進，將傳統(tǒng)和現(xiàn)代的教學(xué)模式相集合，方便教和學(xué)。
2、實驗臺除了模仿電子回路環(huán)節(jié)，提供了轉(zhuǎn)動速度閉環(huán)系統(tǒng)、溫度（℃）閉環(huán)系統(tǒng)（大滯后）、位置隨動系統(tǒng)和二階液位系統(tǒng)等四種設(shè)定有代表性的實物為自控和計控的實驗對象，供學(xué)校選用。
3、系統(tǒng)配備了I/0板卡、數(shù)值收集控制板和計算機數(shù)值數(shù)值，可在MATLAB/Simulink環(huán)境下完成自控和計控的計算機數(shù)值數(shù)值擬真和硬件在環(huán)（HIL）就地實時控制系統(tǒng)實驗。
4、系統(tǒng)提供了"Actlab自動控制課程課程理論實驗室"（Automatic Control Theory Lab）和LAB_CC計算機數(shù)值數(shù)值控制實驗室（LAB_Computer Control）系統(tǒng)，可應(yīng)用數(shù)學(xué)建模、系統(tǒng)擬真和RTW就地實時控制等方法完成實驗，使學(xué)生經(jīng)過系統(tǒng)實驗建立起科研的思路。
5、提供了開放的硬件和系統(tǒng)研發(fā)環(huán)境，為學(xué)生實行自主創(chuàng)新實驗提供了條件；
三、實驗項目
1、自動控制課程課程理論實驗和RTW就地實時控制實驗
1）經(jīng)經(jīng)典型環(huán)節(jié)的電子回路模仿與系統(tǒng)擬真研究；
2）經(jīng)經(jīng)典型系統(tǒng)動態(tài)功能和平穩(wěn)性解析；
3）經(jīng)經(jīng)典型環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）的頻率特性測量；
4）線性系統(tǒng)串聯(lián)校正；
5）經(jīng)經(jīng)典型非線性環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性；
6）非線性系統(tǒng)相平面法；
7）非線性系統(tǒng)描述函數(shù)法；
8）極點配備線性系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制；
9）采樣控制系統(tǒng)動態(tài)功能和平穩(wěn)性解析的混合擬真研究；
10）采樣控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的混合擬真研究。
2、計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)的擬真和RTW就地實時控制實驗
1）A/D與D/A變換
2）數(shù)字濾波
3）D(S)離散化方法的研究
4）數(shù)字PID控制的算法研究
5）串級控制的算法研究
6）解耦控制的算法研究
7）二維模糊控制器特性及其應(yīng)用的研究
8）線性離散系統(tǒng)全狀態(tài)反饋控制的算法研究
9）設(shè)定有純滯后系統(tǒng)的大林控制算法研究
10）最小拍控制的算法研究
11）積分分離PID控制算法研究
12）Smith預(yù)估補償算法研究
3、實物控制對象的擬真和RTW就地實時控制
1）直線DC電機速度閉環(huán)系統(tǒng)實驗；
2）溫度（℃）閉環(huán)控制系統(tǒng)實驗；
3）水箱液位閉環(huán)系統(tǒng)實驗。
四、實驗臺技術(shù)說明
1、技術(shù)條件
1）寫入電源：一相220VAC±5%/50Hz，裝置容量（KV）：< 200VA；
2）作業(yè)環(huán)境：溫度（℃）-10℃～＋40℃，相對濕度≤85%，海拔≤4000m；
3）重 量：< 50kg；
4）實驗臺尺寸：L×W×H=1650mm×750mm×780mm；
2、實驗臺構(gòu)造說明
由鋁制控制屏、實驗?zāi)Ｐ蛪K、實驗桌和實驗實驗連接線等構(gòu)成。實驗?zāi)Ｐ蛪K由交流ACAC電源、運放模仿環(huán)節(jié)、控制計算機數(shù)值數(shù)值（學(xué)校自備）及I/O板卡、數(shù)值收集控制板和控制對象等構(gòu)成。
3、系統(tǒng)配備
*（1）控制屏：由電源單元、數(shù)值處置整理單元、元件單元、3個非線性單元以及9個模仿電子回路單元等共16個單元構(gòu)成。
1）U1電源單元：含有概括電源開關(guān)、保險絲、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V 以及0V～15V 可調(diào)電源，提供實驗作業(yè)電源。
2）就地實時收集數(shù)值處置整理單元：USB2.0連接口，內(nèi)部含有多路A/D收集寫入通道和D/A輸出通道。
模仿量寫入：8路12位A/D采樣精確度，±10V電平寫入，200K采樣速率。可同步收集多路模仿量信號寫入；
模仿量輸出：2路12位D/A輸出，±10V電平輸出。
數(shù)字量通道：8路TTL寫入，8路TTL輸出。
雙蹤示波卡功能：雙路16位A/D采樣精確度，1M采樣速率，40K采樣深度。集合上位機系統(tǒng)，用以完成虛擬示波器、測量試驗信號發(fā)生器等功能。
3）U4元件單元：由運放及外圍元件包括。
4）U5－U7 3 個非線性環(huán)節(jié)單元：由運放及外圍元件包括。
單元U5可選用設(shè)定有死區(qū)特性或間隙特性的非線性環(huán)節(jié)模仿電子回路。單元U6為設(shè)定有繼電特性的非線性環(huán)節(jié)模仿電子回路。單元U7為設(shè)定有飽和特性的非線性環(huán)節(jié)模仿電子回路。
5）U8－U16 9 個模仿電子回路單元：由運算放大器與電阻，電容等器件構(gòu)成的模仿電子回路單元。其中U8為反相器。U9－U16的每個單元均有場效應(yīng)管構(gòu)成的鎖零電子回路和運放調(diào)零電子回路。
（2）控制對象配備
1）電機轉(zhuǎn)動速度閉環(huán)控制系統(tǒng)
應(yīng)用力矩電機，可準(zhǔn)確地反應(yīng)出控制效果，實行電機轉(zhuǎn)動速度閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)動速度經(jīng)過光電碼盤實行檢驗測試，并變換后輸出 1～10V 轉(zhuǎn)動速度信號。在操作面板上設(shè)定有 1 只 0～10V 直線DC電壓（V）表和 1 只轉(zhuǎn)動速度表，可用來電壓（V）測量和轉(zhuǎn)動速度指示。
2）溫度（℃）閉環(huán)控制系統(tǒng)
該模型應(yīng)用熱風(fēng)控制，基于流體溫度（℃）控制原理，模仿汽車發(fā)動機燃燒溫度（℃）檢驗測試控制。其特別點是反應(yīng)速度快，控制效果好，可適用《自動控制原理》、《現(xiàn)代控制課程課程理論》等課程的教學(xué)要求。
實驗內(nèi)容：
a.模仿調(diào)動器控制的溫度（℃）控制實驗；
b.開環(huán)控制的溫度（℃）控制系統(tǒng)實驗；
c.閉環(huán)控制的溫度（℃）控制系統(tǒng)實驗；
d.溫度（℃）干擾控制系統(tǒng)實驗。
3）二階液位控制系統(tǒng)
系統(tǒng)由水箱、電源、傳感器、水泵、管路及金屬框體結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
水箱3只：2只控制水箱和1只儲水箱。2只控制水箱安置在上下兩層，其主要任務(wù)是為完成二階液位特性實驗和水箱液位控制實驗。在控制水箱的下部裝配了兩水閥，打開時可以充當(dāng)干擾的作用。儲水箱的主要作用是儲水用的。向控制水箱提供水，同時也擔(dān)任把水回收的重要任務(wù)。電源模型塊：主要為水泵和傳感器提供電源、系統(tǒng)的反饋信號等。金屬框體結(jié)構(gòu)：主要裝配水箱、管路、水泵、液位傳感器等實驗元件，包括二階液位控制對象：水泵：是系統(tǒng)的供水系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)的設(shè)定值和反饋信號達到液位控制的目的。
*（3）上位機控制系統(tǒng)功能簡介
1）Actlab自動控制課程課程理論實驗室系統(tǒng)說明
應(yīng)用LabVIEW設(shè)計而成，可實行實驗項目選用與編輯，數(shù)值收集，特性彎彎曲線的解析、對比、文件存取等。
主要功能:
①數(shù)字顯露幅值和頻率；
②可完成光標(biāo)跟蹤定位和測量；
③實驗波動線的存儲；
④應(yīng)用同一界面化編程，去除了很多級聯(lián)菜單，可以同時頻域特性兩種表示方法；如頻域?qū)嶒炛校珺ode Plot、Nyquist Plot、X-t Plot均在同一界面顯露，可以同時對比直觀地看到頻域特性兩種表示方法特別點。界面豐富,色彩可以按照需要應(yīng)用多種色彩結(jié)合,界面對比豐富形象化。
⑤可在同一圖形控件中同時顯露多條波動線。波動線顯露與否是可選的，可以在同一圖形控件中同時顯露多條波動線，也可以全部不顯露。
實驗中，多加了"暫停"功能，這一功能將不會使實驗過程中斷，重新開始實驗；實驗過程中可以隨意改變實驗功能數(shù)值，不需要停止實驗。實驗運行中，也可以隨意更換A/D、D/A端口，不需要停止實驗，只需要將硬件上的接線更換。
實驗波動線數(shù)值是就地實時收集上來的數(shù)值，在不"暫停"的現(xiàn)象下，可以改變硬件上的功能數(shù)值或者系統(tǒng)上的實驗功能數(shù)值，收集上來的實驗波動線就地實時更新。
2）計算機數(shù)值數(shù)值控制實驗室系統(tǒng)說明
計算機數(shù)值數(shù)值控制實驗室系統(tǒng)與實驗臺包括了計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗系統(tǒng)。計控實驗內(nèi)容覆蓋了計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)課程全部知識點，實驗?zāi)Ｊ胶蠱atlab擬真實驗、運放模仿對象實驗、實物對象控制實驗。
五、結(jié)語
自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺為學(xué)生提供了一個綜合性強、實用價值高的實踐平臺。經(jīng)過參與實驗臺的設(shè)計和實操，學(xué)生不僅可以掌控把握自動控制課程課程理論的基礎(chǔ)原理和計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)的前沿應(yīng)用，還可以培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神。隨著科技的不斷發(fā)展，相信自動控制課程課程理論及計算機數(shù)值數(shù)值控制技術(shù)實驗臺將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
常見問題：
1、如果我要購買自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗臺原理特點及應(yīng)用，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗臺原理特點及應(yīng)用是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗臺原理特點及應(yīng)用的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的自動控制理論及計算機控制技術(shù)實驗臺原理特點及應(yīng)用都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權(quán)。
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