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ZLRZ系列自控/计控实验平台
ZLRZ系列自控/计控实验平台
ZLRZ系列自控/计控实验平台
高校教研系列
自控/计控技术实验平台,采用模块化结构,可扩展工程常用的可控单元模块,系统配备了主控单元模块,内置多种类型的仪器仪表,可有效支撑《自动控制原理》,《计算机控制原理》,《智能控制技术》等课程的实验实训及课程设计要求。
ZLRZ系列自控/计控实验平台
ZLRZ系列自控/计控实验平台

ZLRZ9667型自控/计控技术实验平台,采用模块化结构,可由学生自主搭建各种线性和非线性环节模拟电路,二阶三阶实验电路,典型系统时域响应及稳定性分析电路,计控电路,系统校正,根轨迹和状态空间分析电路等各种形式和阶次的模拟环节和控制电路等;可扩展工程常用的可控单元模块:如直流电机模块,炉温控制模块,一阶倒立摆模块等;系统配备了主控单元模块,内置多种类型的仪器仪表,包括信号源,示波器,伯德图等控制领域常用测量仪器,可配合实验完成系统性能测量和分析,可有效支撑《自动控制原理》,《计算机控制原理》,《智能控制技术》等课程的实验实训及课程设计要求。

该平台可采用满足两种实验模式,还包含提供了基于B/S架构的服务器端和客户端功能,可以实验实验平台的远程访问。系统硬件组成如下图所示:

系统整体包含四个部分:

基础硬件设备平台

内置仪器仪表

系统模拟单元

可控单元(步进电机,直流电机,炉温控制)


平台特色:

(1)平台采用主板+模块化的结构,各个模块功能独立,分布合理,方便系统的扩展和设备的维护;主要配置模块:主控模块、人机交互模块、基本环节模拟模块、连续系统模拟,模拟炉温控制模块、直流电机控制模块、步进电机控制模块、一阶倒立摆模块(选配)等。

(2)人机交互模块功能:平台同时支持,7寸TFT液晶显示屏,支持实验框图的显示,信号源的设置,示波器波形及多种类型仪器仪表状态显示;两路DDS函数信号发生器,可产生脉冲信号,阶跃信号、方波信号、斜波信号、抛物波信号、正弦波等信号,支持信号的幅度及频率等参数调节;

(3)平台内置双通道数字示波器,支持双通道时域波形的实时显示,支持Y-T和两种X-Y显示模式,示波器内置数显测量游标,支持上升时间,稳定时间,超调量等重要参数的精确测量;支持时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法等常用的分析方法进行系统的分析;

(4)模拟单元模块:配备不少于8组各种环节模块(比例,积分,微分等),参数配备丰富,可搭建线性和非线性环节模拟电路,计控电路,二阶三阶实验电路,典型系统时域响应及稳定性分析电路,系统校正和根轨迹状态空间分析电路,各种形式和阶次的模拟环节和控制电路;

(6)可控单元模块:包含模拟炉温控制系统,支持炉温检测及加热控制,支持PID参数调节及算法的自主设计;直流电机控制(支持直流电机脉冲测速输出及电压测速输出)系统,步进电机控制,支持PID参数调节及算法的自主设计;提供各种控制算法的二次开发;

(7)一阶倒立摆模块(选配):支持PID算法在到倒立摆系统的控制算法开发,支持倒立摆稳定状态数据采集及分析;

(8)硬件平台可连接matlab/Simulink,labview软件,支持matlab下m语言开发,labview开发及C语言等多种形式的二次开发;


一、详细技术参数

1、实验平台采用复合材料的箱式结构,可扩展为实验台结构;电路板采用实验主板+可扩展模块架构,可以根据需要扩展实验模块。

★2、平台标配7寸TFT彩色液晶的自控计控综合仪表模块,内置基于操作系统的人机交互界面友好,学生能实时选择实验项目、调阅实验原理框图、实验注意事项以及在线二次开发;能在框图界面通过旋钮调整实验参数,如:输入模拟信号幅度、频率、波形,PID参数等;信号处理流程与原理展示清晰。

★3、主控模块需采用ARM +FPGA的结构,模块对应的程序固件可进行在线加载,可通过网络定向在线加载(不插JTAG线,不断电),确保系统稳定性、可靠性、可扩展性;

4、自带含数显的函数发生器含有多种波形输出:如阶跃响应,冲击响应、正弦波、斜坡、方波等,可测量:继电特性、饱和特性、死区特性、间隙特性等。

★5、系统标配可控组件:包含基础版直流电机控制单元,步进电机控制单元,炉温调节控制单元;可选配专业版炉温控制、电机控制、一阶倒立摆控制单元(选配);

6、主控模块内置网口,能通过网络实时传输时频域信号供后台显示分析;

7、提供8组OP07运放单元,每单元的输入回路有6组1%精度电阻,或1%精度电容,反馈回路有7组0.5%精度电阻、或1%精度电容。构成控制环节的精度高,同一环节理论值和实际值误差小且每台仪器误差基本一致;

8、自带扫频功能,可在系统分析时得到频率特性中采用扫频方式得到闭环、开环对数幅频特性曲线、对数相频特性曲线,幅相特性曲线;

9、自带电压、频率、温度、转速信号测量功能;自带步进电机(35BY48)转速、转角控制;自带温度模块-可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热,热敏电阻测温(0℃~76.5℃);

10、含有模拟直流电机闭环调速实验,提供1个模拟数字混合控制实验含硬件模块,提供2组3个实际控制对象实验含硬件模块。

★11、内置双通道示波器和信号源,基于高速FPGA芯片、提供双通道DA及AD模块(采样率不小于50M),能完成高速实时AD/DA转换,以便实现低时延的实时控制;

12、“系统模拟模块”能开发多阶不同类型模拟系统,方便学生自主研究不同类型系统的特性;模块开放器件齐全,既能选模块自带器件,也能插入学生自主器件;

★13、内置网络接口和高速数据采集模块,可实现基于LABVIEW虚拟示波器、虚拟频谱仪功能。在PC机上进行实时的信号时域频域分析;采集数据可以存贮,在PC机后台分析处理各种信号。

★14、基于互联网+技术,可扩展远程在线实验,提供基于浏览器的远程实验管理系统,使学生能够摆脱课时限制,随时、随地的进行实验操作。






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