GLZK-03型自控原理实验箱

一、总体概述

本自控原理实验箱集"信号与系统"、"控制理论"和"计算机控制技术"典型实验环节于一体，能完成"信号与系统"、"控制理论"及"计算机控制技术"教程的全部实验内容。

二、技术性能

1、输入电源：单相三线220V±10% 50HZ；

2、工作环境：温度-10℃~+50℃ 相对湿度<85%（25℃） 海拔<4000m；

3、绝缘电阻：大于3MΩ；

三、系统组成

1、电源输入模块

提供+5V/1.0A、-5V/0.5A、+12V/0.5A、-12V/0.5A的电源输出，带短路保护；

2、安全防护电源智能保护模块

具有缺相、欠压、过压、漏电、过流、短路、浪涌保护功能可实现自动重合闸功能，额定电压AC220V 50/60Hz，工作电压为额定电压±36%内均可正常工作；漏电保护设定范围可设置，漏电保护动作时间不大于0.1s；过压保护范围可设定，过压保护动作时间不超过5s；过流保护范围可设定，过流保护动作时间不超过5s；短路保护电路为三倍的额定电路，过流保护动作时间不超过0.1s；保护装置具有防雷击功能，L与N间高压脉冲测试2KV不产生误动作；故障信息可保存不少于999个；运行状态及故障状态均有指示灯指示，可显示实时电压、电流、漏电流等参数，具有声光报警功能；具有参数修改设置按键便于现场修改设置保护参数；能够实现有远程DI及DO功能可用于远程控制电源及电源控制柜门打开检测报警；主控装置可具有RS485/wifi接口能够实现多设备连接通信；

设备支持云系统远程监控功能，可查看远程实时数据，数据显示，保护参数在线设置等功能，并可远程控制电源打开及关闭等功能，配有无线（有网状态）和有线（离网状态）控制模块，可以通过监控软件监视电源，并可以对设备进行断电/启动控制，还可以控制2路输入可以控制继电器工作；

3、交/直流数字电压表

直流数字电压表：测量范围0～20V，三位半数显，精度0.5级；

交流数字电压表：测量范围0～20V，三位半数显，精度0.5级；

4、函数发生器模块

频率范围：0-10MHz，可以输出正弦波、方波、三角波、脉冲波、任意波；

TTL/CMOS数字波范围：0~10MHz；脉冲波ZUI小调节宽度：20ns(所有型号脉冲波ZUI小调节宽度均可达到20ns)；全频段频率ZUI小分辨率：1μHz；频率准确度：±20ppm。波形种类：正弦波、方波（占空比可调）、脉冲波（脉冲宽度和周期时间可精确设定）、三角波、升锯齿波、降锯齿波、CMOS波、四路TTL电平信号、直流电平、半波、全波、正阶梯波、反阶梯波、指数升、指数降、洛仑兹脉冲波、多音波、无规则噪声波、心电图波、梯形脉冲波、辛克脉冲波、窄脉冲波、高斯白噪声波、调幅波形、调频波形，和64组用户自定义波形；

输出特性：

幅度范围(峰峰值)：频率≤10MHz；幅度分辨率：1mV；

外测量功能：可以测量外部信号的频率、周期、正脉宽、负脉宽、占空比；

频率计功能：0.01Hz~100MHz；

扫描功能：

正弦波、方波、锯齿波、任意波（直流电压除外）；扫描类型：线性扫描、对数扫描；扫描方向：正向、反向、往返；扫描对象：频率、幅度、偏置、占空比；

5、阶跃信号发生器：输出幅度0～±10V可调；

6、信号测量单元：采用PC软件实现双踪示波器、频率特性分析等功能；

7、自由实验区：由运放、电容、电阻、电位器和一些自由布线区等组成。通过接线和短路块的选择，可以模拟各种受控对象的数学模型；

8、控制器：标准组件采用标准功率及信号模块与核心模块分离的组合方式，可采用传统的MCS-51内核的STC8A单片机和目前流行的ARM-Cortex M3内核STM32F103单片机亦可扩展其它单片机采用双CPU控制；系统预留编程调试接口供用户使用。输入端可支持14V-24V输入，可以储能，并提供输出控制端口，能够通过光敏电阻控制输出工作，配合TFT液晶能够实现控制功能，配有RS485接口。控制器可实现对端口电压/流检测、负载放电电流检测功能。可以给学生做毕业设计使用，提供源代码；

9、集成仪表：数字显示电源输入模块，安全防护电源智能保护模块，函数发生器模块，阶跃信号发生器，控制器的数据，以上数据须在同一块仪表上数字显示，非电脑软件采集显示；集成仪表须具备良好的抗震性能，将集成仪表从超过2米的高空用力抛向水泥地面，仍然可以正常使用而不会损坏；

10、本自控原理实验箱实验桌：铝木结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，电脑桌连体设计，造型美观大方。桌子下部配置储存柜及电脑主机柜；

11、上位机软件：主要由实验所需的信号发生器、虚拟示波器等组成。

四、实验项目

1、信号与系统

零输入/零状态及完全响应、一阶系统的脉冲响应与阶跃响应、非正弦周期信号的分解与合成、线性系统的频率特性测试、线性系统的稳定性分析、二阶系统的时域分析、信号的无失真传输、无源与有源滤波器、全通滤波器、低通，高通，带通滤波器间的变换、信号的采样与恢复（抽样定理）、调制与解调、脉冲编码调制（PCM）、频分复用、开关电容滤波器（SCF）、反馈系统的自激振荡、二阶网络函数的模拟、系统的能控性和能观性、二阶系统的状态轨迹；

2、控制理论

典型环节的电路模拟、二阶系统的瞬态响应、高阶系统的瞬态响应和稳定性分析、线性系统稳态误差的研究、典型环节或系统频率特性的测量、线性定常系统的串联校正、典型非线性环节的静态特性、非线性系统的相平面分析法、非线性系统的描述函数法、系统能控性与能观性分析、控制系统极点的任意配置、具有内部模型的状态反馈控制系统、状态观测器及其应用、采样控制系统的分析、采样控制系统的动态校正；

3、计算机控制技术

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、解藕控制算法的研究、ZUI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、单神经元控制器、二维模糊控制器、二次型状态调节器；

同步PC版：

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