THBCC-1型实验指导书(自控)分析.doc

目 录 第一部分 THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台使用说明书 1 第一章 系统概述 1 第二章 硬件的组成及使用 2 第三章 THBCC-1软件安装及使用说明 6 第一节 THBCC-1软件安装说明 6 第二节 THBCC-1软件的使用说明 12 第三节 Bode 软件的使用说明 34 第二部分 THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台实验指导书 42 第一章 信号与系统实验 42 实验一 常用信号的观察 42 实验二 零输入、零状态及完全响应 43 实验三 一阶系统的脉冲响应与阶跃响应 45 实验四 非正弦周期信号的分解与合成 48 实验五 线性系统的频率特性测试 50 实验六 线性系统的稳定性分析 55 实验七 二阶系统的时域响应 57 实验八 信号的无失真传输 59 实验九 无源与有源滤波器 61 实验十 全通滤波器 64 实验十一 低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 66 实验十二 信号的采样与恢复 69 实验十三 调制与解调实验 71 实验十四 脉冲编码调制 74 实验十五 频分复用 79 实验十六 开关电容滤波器 82 实验十七 反馈系统的自激振荡 87 实验十八 二阶网络函数的模拟 89 实验十九 系统能控性与能观性分析 91 实验二十 二阶系统的状态轨迹 93 第二章 控制理论实验 97 实验一 典型环节的电路模拟 97 实验二 二阶系统的瞬态响应 103 实验三 高阶系统的瞬态响应和稳定性分析 106 实验四 线性定常系统的稳态误差 108 实验五 典型环节和系统频率特性的测量 112 实验六 线性定常系统的串联校正 118 实验七 典型非线性环节的静态特性 125 实验八 非线性系统的描述函数法 130 实验九 非线性系统的相平面分析法 136 实验十 系统能控性与能观性分析 141 实验十一 控制系统极点的任意配置 144 实验十二 具有内部模型的状态反馈控制系统 150 实验十三 状态观测器及其应用 155 实验十四 采样控制系统的分析 158 实验十五 采样控制系统的动态校正 161 第三章 计算机控制技术基础实验 164 实验一 A/D与D/A转换 164 实验二 数字滤波器 167 实验三 离散化方法研究 170 实验四 数字PID调节器算法的研究 175 实验五 串级控制算法的研究 180 实验六 解耦控制算法的研究 184 实验七 最少拍控制算法研究 190 实验八 具有纯滞后系统的大林控制 195 实验九 线性离散系统的全状态反馈控制 199 实验十 模糊控制系统 203 实验十一 具有单神经元控制器的控制系统 206 实验十二 二次型状态调节器 211 实验十三 单闭环直流调速系统 214 实验十四 步进电机转速控制系统 218 实验十五 单闭环温度恒值控制系统 221 第一部分 THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台使用说明书 第一章 系统概述 “THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台”是我公司结合教学和实践的需要而进行精心设计的实验系统。适用于高校的控制原理、计算机控制技术等课程的实验教学。该实验平台具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点。 实验台的硬件部分主要由直流稳压电源、低频函数信号发生器、函数信号发生器、阶跃信号发生器、频率计、交/直流数字电压表、数据采集接口单元、步进电机单元、直流电机单元、温度控制单元、通用单元电路、电位器组等单元组成。 上位机软件则集中了虚拟示波器、信号发生器、VBScript和JScript脚本编程器、实验仿真、实验报告生成器等多种功能于一体。其中虚拟示波器可显示各种波形，有X-T、X-Y、Bode图三种显示方式，并具有图形和数据存储、打印的功能，而VBScript和JScript脚本编程器提供了一个开放的编程环境，用户可在上面编写各种算法及控制程序。 在实验设计上，控制理论既有模拟部分的实验，又有离散部分实验；既有经典理论实验，又有现代控制理论实验；计算机控制系统除了常规的实验外，还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验；信号与系统实验除了信号的分解与合成、信号的采样与恢复、各种滤波器等实验外，还增加了滤波器间的相互转换，全通滤波器、信号的无失真传输等新的实验内容； 数据采集部分则采用实验室或工业上常用的USB数据采集卡。它可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机USB通讯口上，其采样频率为350K；有16路单端A/D模拟量输入，转换精度为14位；4路D/A模拟