概況
自動控制原理學(xué)習(xí)是自動化、自動控制、電子技術(shù)、電氣技術(shù)、精密儀器、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)教學(xué)中的基礎(chǔ)課程。系統(tǒng)提供集成操作軟件,通過虛擬PC示波器功能可實時、清晰的觀察控制系統(tǒng)的各項靜、動態(tài)特性,方便了對模擬控制系統(tǒng)特性的研究。微型溫度控制單元可以代替烤箱進(jìn)行溫度控制實驗,加上系統(tǒng)配置的直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等控制對象,可開設(shè)控制系統(tǒng)課程的實驗。該系統(tǒng)還可擴(kuò)展支持如線性系統(tǒng)、最優(yōu)控制、系統(tǒng)辨識及計算機(jī)控制等現(xiàn)代控制理論的模擬實驗研究。
功能特點:
1.高性能的嵌入式控制計算機(jī)
系統(tǒng)采用Intel 8088作為系統(tǒng)的控制計算機(jī),Intel 8088是INTEL公司推出的16位處理器,是面向嵌入式工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計、開發(fā)的,其與許多常用接口如8259、8253、串口等芯片配合使用,并可擴(kuò)展程序和數(shù)據(jù)存儲器,滿足于復(fù)雜的計算機(jī)控制和應(yīng)用的要求。從而使計算機(jī)控制的實驗教學(xué)可以達(dá)到更高的水平。
2.開放式的控制實驗平臺
實驗平臺中具有各種典型信號源(階躍信號、方波信號、斜波信號、拋物波信號、正弦波信號)、模擬對象(八組運(yùn)放單元)、實際對象(步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、溫度控制)等單元。各單元之間的電路連接、單元內(nèi)的元件選擇都可以多種方式來操作,從而極大地提高了實驗效率。系統(tǒng)允許用戶根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來自行設(shè)計、開發(fā)相應(yīng)的實驗項目,并支持大型的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。
3.先進(jìn)的虛擬儀器功能
系統(tǒng)提供了一組先進(jìn)的虛擬儀器功能,為用戶創(chuàng)造了集控制系統(tǒng)設(shè)計、電路構(gòu)造、系統(tǒng)調(diào)試和測試分析諸功能一體化的實驗環(huán)境,具有很高的性價比和極佳的教學(xué)效果。其主要性能指標(biāo)如下:
(1) 雙蹤超低頻數(shù)字存儲示波器:具有實時測量和顯示、波形回放、游標(biāo)測 量、波形存貯等功能。
(2) 頻率特性分析儀:可顯示系統(tǒng)各頻率點的時域相應(yīng)波形并進(jìn)行分析,以半自動掃頻測量方式進(jìn)行測量,測量完畢后即可產(chǎn)生極坐標(biāo)圖和波特圖,由此顯示出系統(tǒng)的頻率特性,同時還具有圖形保存功能。
(3) X_Y測量:將兩路測量信號以X_Y坐標(biāo)的形式顯示,具有波形刷新和波形存貯功能,可應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的實驗特性研究。
4.源語言級集成開發(fā)環(huán)境
系統(tǒng)為嵌入式控制計算機(jī)配有高度可視化的源語言級集成開發(fā)環(huán)境,集控制程序開發(fā)、調(diào)試和實驗測量分析于一體,支持匯編源語言級的編程和調(diào)試。
5.新型控制實驗教學(xué)內(nèi)容
系統(tǒng)所支持的控制實驗是按照二十一世紀(jì)最新自動控制和計算機(jī)控制教學(xué)體系和內(nèi)容來配備的,其內(nèi)容由淺入深,層次分明。
系統(tǒng)提供的計算機(jī)控制實驗內(nèi)容主要包括:過程通道和數(shù)據(jù)采集處理、系統(tǒng)的數(shù)字程序控制、數(shù)字PID閉環(huán)控制、數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計方法的實驗研究,從而可使學(xué)生對新型智能控制算法有所了解和掌握。
在控制系統(tǒng)應(yīng)用實驗方面,系統(tǒng)提供了直流電機(jī)(快速)和溫度控制(慢速)兩種實驗對象,以構(gòu)成不同的閉環(huán)系統(tǒng),從而可選擇不同的控制策略或控制參數(shù),以得到最好的實時控制效果。
6.鴻云-基于云平臺開源IOT系統(tǒng):
(1) 開發(fā)系統(tǒng)由幾以下幾部分組成:云平臺、智能WIFI無線網(wǎng)關(guān)、多組無線
終端,WEB控制端,通過互聯(lián)網(wǎng)連接在一起;
(2) 提供CONNECT負(fù)載,PUBREC和PUBREL報文,UNSUBSCRIBE報文;
(3) 超遠(yuǎn)程物聯(lián)通信。網(wǎng)關(guān)和無線終端之間的傳輸距離可達(dá)到2Km米以上,空曠區(qū)域可達(dá)到10Km以上,實際支持不少于100個以上的網(wǎng)絡(luò)終端;
(4) 提供了一站式的設(shè)備接入,設(shè)備管理,監(jiān)控運(yùn)維,數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn),數(shù)據(jù)存儲等服務(wù),數(shù)據(jù)按照實例維度隔離,可根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)模靈活提升規(guī)格,具備高可用性,高開發(fā),高性價比的特性;
(5) 支持IoT Studio,支持阿里云平臺實時監(jiān)控每臺實驗設(shè)備的工作狀態(tài)和物
理參數(shù)等功能。支持云網(wǎng)關(guān)和子設(shè)備類型;
(6) 透明傳輸、定點傳輸、廣播通訊等多種數(shù)據(jù)傳輸方式;
(7) 遠(yuǎn)程收集和分析傳感器數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制和遠(yuǎn)程報警功能;
(8) WEB網(wǎng)頁制件和綜合控制,提供相關(guān)控制程序;
(9) 全開源!提供核心板模塊多種控制程序源代碼,提供核心板PDF和PROTEL原理圖文件;參考文檔和芯片手冊,使用教程,圖文教程,視頻教程。
招標(biāo)現(xiàn)場需提供:代碼,原理圖,使用手冊,WEB管理相關(guān)內(nèi)容證明圖片和視頻資料。
系統(tǒng)構(gòu)成
(1)DICE系統(tǒng)由各單元電路、8088CPU控制單元和PC機(jī)進(jìn)行通訊的串口構(gòu)成;
(2)信號源發(fā)生單元電路:正弦波、方波、斜波及拋物波,信號周期在2毫秒至30秒之間可調(diào);
(3)采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路;
(4)運(yùn)算模擬單元電路;
(5)非線性單元電路;
(6)狀態(tài)指示燈單元;
(7)D/A0832數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元電路;
(8)A/D0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路;
(9)單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元;
(10)電位器單元;
(11)-5V電源發(fā)生單元;
(12)驅(qū)動單元;
(13)電機(jī)單元;
(14)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)模塊單元;
(15)信號測量單元: 采用PC軟件實現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。
(16)特殊運(yùn)算環(huán)節(jié)單元;
(17)可變電阻器組單元;
(18)微型溫度控制單元;
電源參數(shù)
1、輸入電壓:220V ±10%
2、輸出固定直流電壓/電流:+5V/2A,+l2V/0.2A,-l2V/0.2A
3、無線智能可調(diào)直流穩(wěn)壓電源:(招標(biāo)現(xiàn)場需提供演示視頻)
(1)輸出可調(diào)直流電壓范圍:0~20V/2A,帶輸出開關(guān);
(2)電壓顯示分辨率0.05V,電流顯示分辨率0.005A;
(3)支持手動按鈕和智能手機(jī)無線控制兩種精確設(shè)置方式;
(4)支持手機(jī)無線實時監(jiān)控輸出電壓值、電流值和功率值。
實驗項目
(一)自動控制原理 實驗項目
1、 典型環(huán)節(jié)的模擬研究
2、 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性
3、 系統(tǒng)校正
4、 控制系統(tǒng)的頻率特性
5、 典型非線性環(huán)節(jié)
6、 非線性系統(tǒng)(一)
7、 非線性系統(tǒng)(二)
8、 采樣系統(tǒng)分析
9、 采樣控制系統(tǒng)的校正
10、態(tài)反饋(極點配置)
(二)計算機(jī)控制技術(shù)
1、A/D,D/A轉(zhuǎn)換
2、采樣保持器
3、數(shù)字濾波
4、積分分離式PID控制
5、最小拍有紋波系統(tǒng)實驗
6、最小拍無紋波系統(tǒng)實驗
7、大林算法控制
8、非線性控制
9、解耦控制
10、綜合控制實驗
(三)控制系統(tǒng)應(yīng)用
1.直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實驗
2.溫度閉環(huán)控制實驗
3.步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實驗