供应唐都新一代计算机控制实验系统

TD-ACC⁺自动控制原理及计算机控制教学实验系统

TD-ACC⁺自动控制原理及计算机控制教学实验系统可全面支持“自动控制原理”、“计算机控制技术”、“控制系统”、“多回路系统控制”、“智能控制”、“现场总线控制应用”等系列控制课程的实验教学。其高性能的嵌入式控制计算机、高度可视化的源语言级集成开发环境、先进的虚拟仪器与丰富的实验内容为用户构建了集控制系统设计、电路构造、系统调试和测试分析诸功能一体化的新型先进实验环境。

一、系统的功能及特点

1．高性能的嵌入式控制计算机

系统配有两种可选的嵌入式控制计算机。

i386EX嵌入式控制计算机是Intel公司最新推出的、面向x86嵌入式工业应用的32位控制计算机，其将许多常用接口如8259、8254、串口和DMA等集成到芯片内部，并具有大容量的程序和数据存储器，满足于复杂的计算机控制和嵌入式应用的要求，可使计算机控制的实验教学可以达到更高的水平。若选配此款i386EX嵌入式控制机，则支持基于80x86指令系统的计算机控制教学实验。

SST51控制计算机是一款具有内嵌仿真功能的增强型51单片机，它是面向单片机控制应用的，若选配此款SST51控制机，则支持基于51指令系统的计算机控制教学实验。

2．具有与PC-104总线兼容的系统扩展总线

系统实验平台提供了与PC-104总线兼容的系统扩展总线。具有PC-104总线的嵌入式PC微机已经得到广泛的应用，因此在教学实验中体现这样的实际应用，将“i386EX嵌入式控制机”或“增强型SST51控制机”嵌入到具有PC-104总线的实际应用系统中，既可满足正常教学的需要，又能贴近当前工业控制应用的实际，从而为开展创新性和开发性的实验提供了良好的实验手段和环境。

SST51单片控制机是一款具有内嵌仿真功能的增强型51单片机，它将仿真器和单片机应用系统合二为一，不再需要其它硬件仿真器和编程器，就可高水准地完成系统的开发，大大降低了开发成本，提高了研发效率，已成为51单片机应用教学和产品开发的主流，它可很方便地应用于单片机控制应用和产品研发领域。

3．开放式的控制实验平台，极大提高实验效率

系统的控制实验平台具有各种典型信号源（阶跃信号、方波信号、斜波信号、抛物波信号、正弦波信号）、模拟对象（八组运放单元）、实际对象（步进电机、直流电机、温度控制）和过程通道等单元。各单元之间的电路连接、单元内的元件选择都可以多种方式来操作，并允许用户根据教学内容来自行设计、开发相应的实验项目，从而全面支持“自动控制原理”、“计算机控制技术”、“控制系统”、“多回路系统控制”、“智能控制”、“现场总线控制应用”等系列控制课程的实验教学及应用开发。

系统提供了一组先进的虚拟仪器，通过USB接口与PC微机相连，为用户构造了测试分析诸功能一体化的实验测试测量环境，具有很高的性价比和极佳的教学效果。其主要性能指标如下：

(1) 双踪超低频数字存储示波器：具有实时测量和显示、波形回放、游标测量、波形存贮等功能。实时采样率为16KHz，存储深度4K，测量精度2.5mV～30V。

 (2) 频率特性分析仪：可显示系统各频率点的时域相应波形并进行分析，以半自动扫频测量功能进行测量，测量完毕后即可产生极坐标图和波特图，由此显示出系统的频率特性，同时还具有图形保存功能。其测量的频率范围为0.1 rad/s～1000rad/s。

 (3) X_Y测量：将两路测量信号以X_Y坐标的形式显示，具有波形刷新和波形存贮功能，可应用于非线性系统的实验特性研究。

 (4) 数字万用表：具有自动量程切换功能，可进行电阻、电容和电压的测量，测量范围是：电阻（200Ω～2MΩ），电容（0.01μF～100μF），电压（2.5mV～ 30V）。

5．高度可视化的源语言级集成开发环境

系统为嵌入式控制计算机配有高度可视化的源语言级集成开发环境，集控制程序开发、调试和实验测量分析于一体，全面支持汇编及C语言源代码级的编程和调试。具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试功能。

二、主要实验内容

（一）自动控制原理

1．线性系统的时域分析

(1) 典型环节的时域响应

(2) 典型系统的时域响应和稳定性分析

(3) 线性系统的校正

2．线性系统的根轨迹分析

3．线性系统的频率响应分析

4．非线性系统的相平面分析

(1)  典型非线性环节

(2) 二阶非线性系统

(3) 三阶非线性系统

5．离散系统的稳定性分析与校正

(1) 离散系统的稳定性分析

(2) 采样控制系统的校正

6．线性系统的状态空间分析

7．模拟PID闭环温度控制系统的设计和实现

（二）计算机控制技术

1．过程通道和数据采集处理

(1) 输入与输出通道

(2) 信号的采样与保持

(3) 数字滤波

2．开环系统的数字程序控制

(1) 数字脉冲分配器和步进电机调速控制

(2) 数字PWM发生器和直流电机调速控制

3．数字PID闭环控制

(1) 数字PID 控制算法

(2) 积分分离法PID控制

(3) 带死区的PID控制

(4) 简易工程法整定PID参数

4．数字调节器直接设计方法

(1) 最小拍控制系统

(2) 大林算法

（三）多回路系统控制

(1) 串级控制

(2) 解耦控制

（四）控制系统应用

1．直流电机闭环调速控制系统设计和实现

2．温度闭环控制系统设计和实现

（五）智能控制技术

1．模糊方法实现闭环控制

2．单神经元自适应闭环控制

（六）现场总线控制应用

1．CAN总线及其控制器

2．用SJA1000来实现双机通讯

3．CAN总线控制应用（须选配CAN/RS-232C转换器）