HY-105C型自动控制、计算机控制技术、信号与系统综合实验装置

本装置是自动控制、计算机控制技术、信号与系统三大实验项目的有机综合体，一机多用，节省资源，效益显著。自动控制原理部分具有很强的开放性能、扩展性能；运算模拟单元的运放八个，每个运算模拟单元内都有实验所需的电阻、电容等元件，可以通过短路块和导线灵活方便的对实验单元电路的组合，可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统；从运算模拟单元独立出来的可变电阻器组单元档位连续，调节精度高，接线灵活多变，充分满足于自控原理实验教学的要求。
集成操作软件，通过 PC 示波器功能可实时、清晰的观察控制系统的各项静、动态特性，方便了对模拟控制系统特性的研究。微型温度控制单元可以代替烤箱进行温度控制实验，加上系统配置的直流电机、步进电机等控制对象，可开设控制系统课程的实验。该系统还可扩展支持如线性系统、追优控制、系统辨识及计算机控制等现代控制理论的模拟实验研究。

信号与系统及数字信号处理部分，是本公司开发人员采用的技术手段专门为《信号与系统》 (“ 九五 ” 国家级重点教材、清华大学 郑 君理等编制 ) 课程而设计的，其提供了信号的频域、时域分析的实验手段，增加了数字信号处理功能。可进行阶跃响应与冲激响应的时域分析；连续时间系统的模拟；抽样定理与信号恢复的分析与研究；一阶、二阶电路的暂态响应；二阶网络状态轨迹显示、借助于 DSP 技术实现信号频谱的分析与研究、信号的分解与合成的分析与实验；各种模拟、数字滤波器的设计与实现等内容的学习与实验。采用的 DSP 数字信号处理新技术，可以将模拟电路难以实现或实验结果不要求的 “ 信号分解与合成 ” 、 “ 信号卷积 ” 等实验得以准确地演示，并能生动地验证理论结果；系统地了解并比较各种模拟滤波器（无源、有源）和数字滤波器的性能及特性，并可学会数字滤波器的设计与实现。配有 DSP 标准的 JTAG 插口及 DSP 同主机 PC 机的通信接口，可方便学生在我公司提供的软件的基础上进行二次开发（可用仿真器或不用仿真器），完成一些数字信号处理、 DSP 应用方面的实验。如：各种数字滤波器设计、频谱分析、卷积、 A/D 转换、 D/A 转换、 DSP 定时器的使用、 DSP 基本 I/O 口使用等。内置信号源、频率计、毫伏表、数字存储示波器（含数据采集）。

一、技术指标：

1 、工作电源：交流 220V±10%

2 、工作环境： 温度 -10℃ ～ + 40℃ ，相对湿度＜ 85% （ 25℃ ）

3 、整机容量：＜ 500KVA

4 、重 量： 150 ㎏

二、系统构成

（ 1 ）自控原理与计算机控制部分

各单元电路、 8088CPU 控制单元和 PC 机进行通讯的串口构成， USB 采集数据。
信号源发生单元电路：正弦波、方波、斜波及抛物波
信号周期在 2 毫秒至 30 秒之间可调
采样保恃器及单稳单元电路：由 LF398 及 HEF4538 等器件构成

运算模拟单元电路：

非线性用单元电路：

状态指示灯单元：

数 / 模转换单元电路：

AD0832 模 / 数转换单元电路：

AD0809 单节拍脉冲发生单元：

电位器单元：

电源发生单元： +5V/ 2A ， +12V/ 0.2A ， -12V/ 0.2A

电机单元：直流电机、步进电机
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。
特殊运算环节单元：
可变电阻器组单元：
微型温度控制单元：
电源： +5V/ 2A ， -5V/ 0.5A ， +12V/ 0.5A ， -12V/ 0.5A 。
频率计：可测量的信号频率范围： 0 ～ 300KHz ；
毫伏表：可测量的信号频率范围： 0 ～ 100KHz ；
可测量的信号幅值范围： 1mV ～ 10V ；
信号源：可产生正弦波、三角波、方形波三种波形。
幅值（峰峰值）： 正弦波 0 ～ 12V ；
三角波 0 ～ 18V ；
方 波 0 ～ 20V ；
频率： ( 四档可调 ) 正弦波 2Hz ～ 100KHz ；
三角波 2Hz ～ 100KHz ；
方 波 2Hz ～ 100KHz ；

三、实验项目

（1）计算机控制技术实验项目
1. A/D ， D/A 转换
2. 采样保持器
3. 数字滤波
4. 积分分离式 PID 控制
5. 追小拍有纹波系统实验
6. 追小拍无纹波系统实验
7. 大林算法控制
8. 非线性控制
9. 解耦控制
10. 综合控制实验
（2）自动控制原理实验项目
1. 典型环节的模拟研究
2. 典型系统瞬态响应和稳定性
3. 系统校正
4. 控制系统的频率特性
5. 典型非线性环节
6. 非线性系统（一）
7. 非线性系统（二）
8. 采样系统分析
9. 采样控制系统的校正
l0. 状态反馈（极点配置）
（3）控制系统实验项目
1. 直流电机闭环调速实验
2. 温度闭环控制实验
3. 步进电机调速实验

（4）信号与系统及数字信号处理平台

1 、基本运算单元实验（单元电路、信号源、频率计、电压表）
2 、阶跃响应与冲激响应实验
3 、连续系统的模拟实验
4 、模拟滤波器实验（无源、有源、低通、高通、带通、带阻）
5 、抽样定理实验
6 、二阶网络状态轨迹实验
7 、一阶电路暂态响应实验
8 、二阶电路暂态响应实验
9 、二阶电路传输特性实验
10 、信号卷积实验
11 、矩形信号的分解实验
12 、矩形信号的合成实验
13 、幅度对信号合成的影响
14 、相位对信号合成的影响
15 、锯齿波信号的分解 / 合成
16 、信号的调制与解调实验
17 、信号的频谱分析
18 、频分与复用实验
19 、 DSP 应用实验
20 、 DSP 数字信号处理单元实验
21 、数字滤波器实验（低通、高通、带通、带阻）
22 、八阶高通、低通滤波器（巴特沃斯）实验
23 、各种模拟、数字滤波器性能比较实验
24 、主机接口与二次开发区
25 、 CPLD 编程开放模块

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