THTJ实验指导书！.docVIP

第一章 THTJ-1计算机控制技术实验箱简介 THTJ-1型计算机控制技术实验箱主要是针对高校“计算机控制技术”这门课程而设计的。该实验箱既考虑了学校理论教学的需要，又考虑了产品的开放性、扩展性、实用性。如产品在信号采集部分并不是采用价格低廉的单片机系统，而是采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡，在实验的设计上除了用运放来模拟各种受控对象的数学模型外，还针对性的设置了温度加热器、步进电机、直流电机三个实际被控对象，以便通过上位机来实现对它们输出量的自动控制。 在实验电路的设计上，除了完成实验的通用单元外，还增加了非线性单元，和一些自由布线区，这样可以在受控对象中引入非线性单元或其它电路单元，以增加算法研究的深度与广度。另外还增加了实验中经常使用到的低频信号发生器，便于实验室其它地方的使用。 一、硬件部分 1．直流稳压电源 直流稳压电源采用通用开关电源，输出为±5V、±15V及+12V。 2．低频信号发生器 见实验箱的U1单元。低频信号发生器由单片集成函数信号发生器ICL8038及外围电路组合而成，主要输出有正弦信号、方波信号、斜坡信号和抛物线信号。输出频率分为T1、T2、T3、T4为四档。其中正弦信号的范围为：0.1Hz~600Hz，Vp-p值为25V，而方波信号输出幅度的Vp-p值为15V。 使用时可根据需要调节“调频”、“调幅一”和“调幅二”三个电位器即可调节输出信号的频率和幅值。 3．实验通用单元电路 见实验箱的U2～U9及U12、U13单元。这些单元主要由运放、电容、电阻、电位器和一些自由布线区等组成。通过接线和短路帽的选择，可以模拟各种受控对象的数学模型。其中U9单元还包含了通用单元电路的锁零部分。 另外通用单元电路中还有U9和U10单元，其中U9为非线性单元，U10为尖脉冲单元。 4．实物及相关电路 见实验箱的U14、U15及U16单元。实物由温度加热器(带风机)、直流电机、步进电机组成，它们与各自的驱动电路和测量电路组成温度闭环控制，直流电机闭环调速控制、步进电机转速控制实验。 5．USB数据采集卡及接口单元 数据采集卡采用THBXD，它可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机内，其采样频率为250K；有16路单端A/D模拟量输入，4路D/A模拟量输出，A/D与D/A转换精度均为12位；16路开关量输入，16路开关量输出。接口单元则放于实验箱内，用于实验箱与PC上位机的连接与通讯。 数据采集卡接口部分包含模拟量输入输出(AI/AO)与开关量输入输出(DI/DO)两部分。其中列出AI有6路，AO有2路，DI/DO各8路。 二、上位机软件 上位机软件集虚拟示波器、VBScript脚本编程器、实验指导书等于一身。其中虚拟示波器用于显示实验波形，并具有图形和数据存储、打印功能；VBScript脚本编程器则提供了一个开放的编程环境，用户可编写各种算法及控制程序。详细请查阅第二章“软件安装及使用说明”部分。 三、实验项目 1．计算机控制技术基础实验 A/D与D/A转换 数字滤波器 D(S)离散化方法的研究 数字PID控制算法的研究 串级控制算法的研究 解耦控制算法的研究 最少拍控制算法的研究 具有纯滞后系统的大林控制 线性离散系统的全状态反馈控制 二次型状态调节器 二维模糊控制器 单神经元控制器 2．计算机控制技术应用实验 单闭环直流调速系统 步进电机转速控制 单闭环温度恒值控制 第二章 THTJ-1软件安装及使用说明 第一节 THTJ-1软件安装说明 一、运行环境 项目 描述 CPU P4(2.2G)以上 内存 256M以上 硬盘 不限 USB 支持USB1.1 最好USB2.0 操作系统 Windows2000 最好WinXP 显示设备 17寸 显卡 要求64M以上 二、软件安装 首先从提供的光盘上安装，双击setup.exe进行安装。 （图1） （图2） （图3） （图4） （图5） 安装过程中尽量采用默认安装，安装完成之后，系统提示需要重新启动电脑，请保存好各类文档，重新启动。从开始菜单处打开软件界面，打开之后软件界面如图点击放大，图中，最上面是各类菜单，其下是工具快捷方式。左边栏是窗口，是，窗口，用户可以通过工具快捷初步了解了软件界面的情况之后，我们就可以开始操作了。 从菜单的下面找到界面如图： （图3） 开始采集前如想设置AD采用频率等参数，可以在控制区操作。AD数据缓存设置，可以在“系统”下找到“缓存设置”，弹出如下对话框： (图4）819200，要求是偶数）。缓存数据长度将影响示波器的数据刷新快慢，即缓存越长示波器刷新的越慢，反之亦然。默认值是4096，可以适当设置。 通道选择—— 选择AD采集的通道（通道1为 USB采集卡的1通道，通道1－2为USB采集卡的1和2通道