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HY-105C型自動控制、計算機(jī)控制技術(shù)、信號與系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置

本裝置是自動控制、計算機(jī)控制技術(shù)、信號與系統(tǒng)三大實(shí)驗(yàn)項目的有機(jī)綜合體，一機(jī)多用，節(jié)省資源，效益顯著。自動控制原理部分具有很強(qiáng)的開放性能、擴(kuò)展性能；運(yùn)算模擬單元的運(yùn)放八個，每個運(yùn)算模擬單元內(nèi)都有實(shí)驗(yàn)所需的電阻、電容等元件，可以通過短路塊和導(dǎo)線靈活方便的對實(shí)驗(yàn)單元電路的組合，可構(gòu)造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)；從運(yùn)算模擬單元獨(dú)立出來的可變電阻器組單元檔位連續(xù)，調(diào)節(jié)精度高，接線靈活多變，充分滿足于自控原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。
集成操作軟件，通過 PC 示波器功能可實(shí)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)還可擴(kuò)展支持如線性系統(tǒng)、追優(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(shí)驗(yàn)研究。

信號與系統(tǒng)及數(shù)字信號處理部分，是本公司開發(fā)人員采用的技術(shù)手段專門為《信號與系統(tǒng)》 (“ 九五 ” 國家級重點(diǎn)教材、清華大學(xué) 鄭 君理等編制 ) 課程而設(shè)計的，其提供了信號的頻域、時域分析的實(shí)驗(yàn)手段，增加了數(shù)字信號處理功能�？蛇M(jìn)行階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)的時域分析；連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬；抽樣定理與信號恢復(fù)的分析與研究；一階、二階電路的暫態(tài)響應(yīng)；二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡顯示、借助于 DSP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號頻譜的分析與研究、信號的分解與合成的分析與實(shí)驗(yàn)；各種模擬、數(shù)字濾波器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)。采用的 DSP 數(shù)字信號處理新技術(shù)，可以將模擬電路難以實(shí)現(xiàn)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不要求的 “ 信號分解與合成 ” 、 “ 信號卷積 ” 等實(shí)驗(yàn)得以準(zhǔn)確地演示，并能生動地驗(yàn)證理論結(jié)果；系統(tǒng)地了解并比較各種模擬濾波器（無源、有源）和數(shù)字濾波器的性能及特性，并可學(xué)會數(shù)字濾波器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。配有 DSP 標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG 插口及 DSP 同主機(jī) PC 機(jī)的通信接口，可方便學(xué)生在我公司提供的軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)（可用仿真器或不用仿真器），完成一些數(shù)字信號處理、 DSP 應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)。如：各種數(shù)字濾波器設(shè)計、頻譜分析、卷積、 A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換、 DSP 定時器的使用、 DSP 基本 I/O 口使用等。內(nèi)置信號源、頻率計、毫伏表、數(shù)字存儲示波器（含數(shù)據(jù)采集）。

一、技術(shù)指標(biāo)：

1 、工作電源：交流 220V±10%

2 、工作環(huán)境： 溫度 -10℃ ～ + 40℃ ，相對濕度＜ 85% （ 25℃ ）

3 、整機(jī)容量：＜ 500KVA

4 、重 量： 150 ㎏

二、系統(tǒng)構(gòu)成

（ 1 ）自控原理與計算機(jī)控制部分

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， USB 采集數(shù)據(jù)。
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)
采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路：由 LF398 及 HEF4538 等器件構(gòu)成

運(yùn)算模擬單元電路：

非線性用單元電路：

狀態(tài)指示燈單元：

數(shù) / 模轉(zhuǎn)換單元電路：

AD0832 模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路：

AD0809 單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元：

電位器單元：

電源發(fā)生單元： +5V/ 2A ， +12V/ 0.2A ， -12V/ 0.2A

電機(jī)單元：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)
信號測量單元：采用 PC 軟件實(shí)現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。
特殊運(yùn)算環(huán)節(jié)單元：
可變電阻器組單元：
微型溫度控制單元：
電源： +5V/ 2A ， -5V/ 0.5A ， +12V/ 0.5A ， -12V/ 0.5A 。
頻率計：可測量的信號頻率范圍： 0 ～ 300KHz ；
毫伏表：可測量的信號頻率范圍： 0 ～ 100KHz ；
可測量的信號幅值范圍： 1mV ～ 10V ；
信號源：可產(chǎn)生正弦波、三角波、方形波三種波形。
幅值（峰峰值）： 正弦波 0 ～ 12V ；
三角波 0 ～ 18V ；
方 波 0 ～ 20V ；
頻率： ( 四檔可調(diào) ) 正弦波 2Hz ～ 100KHz ；
三角波 2Hz ～ 100KHz ；
方 波 2Hz ～ 100KHz ；

三、實(shí)驗(yàn)項目

（1）計算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)項目
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. 追小拍有紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
6. 追小拍無紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
7. 大林算法控制
8. 非線性控制
9. 解耦控制
10. 綜合控制實(shí)驗(yàn)
（2）自動控制原理實(shí)驗(yàn)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
l0. 狀態(tài)反饋（極點(diǎn)配置）
（3）控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項目
1. 直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
2. 溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)
3. 步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

（4）信號與系統(tǒng)及數(shù)字信號處理平臺

1 、基本運(yùn)算單元實(shí)驗(yàn)（單元電路、信號源、頻率計、電壓表）
2 、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
3 、連續(xù)系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)
4 、模擬濾波器實(shí)驗(yàn)（無源、有源、低通、高通、帶通、帶阻）
5 、抽樣定理實(shí)驗(yàn)
6 、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡實(shí)驗(yàn)
7 、一階電路暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
8 、二階電路暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
9 、二階電路傳輸特性實(shí)驗(yàn)
10 、信號卷積實(shí)驗(yàn)
11 、矩形信號的分解實(shí)驗(yàn)
12 、矩形信號的合成實(shí)驗(yàn)
13 、幅度對信號合成的影響
14 、相位對信號合成的影響
15 、鋸齒波信號的分解 / 合成
16 、信號的調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)
17 、信號的頻譜分析
18 、頻分與復(fù)用實(shí)驗(yàn)
19 、 DSP 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
20 、 DSP 數(shù)字信號處理單元實(shí)驗(yàn)
21 、數(shù)字濾波器實(shí)驗(yàn)（低通、高通、帶通、帶阻）
22 、八階高通、低通濾波器（巴特沃斯）實(shí)驗(yàn)
23 、各種模擬、數(shù)字濾波器性能比較實(shí)驗(yàn)
24 、主機(jī)接口與二次開發(fā)區(qū)
25 、 CPLD 編程開放模塊

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