自动控制原理与系统 实验指导书
云南机电职业技术学院 电气工程系课程组 2006.03
目
前 言
录
上篇 《自动控制原理与系统》虚拟实验室 概 述 ………………………………………………………………………………………1 第一章 《自动控制原理》虚拟教室的分析工具箱 …………………………………………3 1-1 《自动控制原理时域分析工具箱》 …………………………………………3 1-2 《自动控制原理频域分析工具箱》 …………………………………………10 第二章 《自动控制原理》虚拟教室的设计工具箱 ………………………………………20 2-1 设计指标 ……………………………………………………………………………20 2-2 校正补偿器的控制系统结构 ……………………………………………………21 2-3 设计基本原则 ……………………………………………………………………21 2-4 控制系统设计工具箱 ……………………………………………………………… 22 实例一:飞机飞行姿态的控制(时域设计)………………………………………22 实例二 :直流电机的控制 ………………………………………………………28 第三章 虚拟实验室 ………………………………………………………………………37 实验 1 二阶系统时域特性的研究 ……………………………………………37 实验 2 零极点对系统动态性能的影响 ………………………………………44 实验 3 频率特性的认识实验 …………………………………………………46 实验 4 二阶系统频率特性的研究 ……………………………………………48 实验 5 自动控制的频率响应 ………………………………………………52 下篇 交直流调速系统 第四章 调速系统实验 ……………………………………………………………………54 实验 1 调速系统实验对象的认识 …………………………………………54 实验 2 带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统…………………………57 实验 3 双闭环不可逆调速系统………………………………………………60 实验 4 变频器端子功能和键盘面板介绍……………………………………62 实验 5 变频器 V/F 线绘制 …………………………………………………67 实验 6 变频器频率设定命令功能及操作方法功能…………………………69 实验 7 与变频器工作频率有关的功能及频率给定线预置…………………71 实验 8 变频器程序运行模式 ……………………………………………… 73
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上篇 《自动控制原理与系统》虚拟实验室 概 述
多媒体计算机技术与仪器技术的结合构成了虚拟实验室实现的基础, 使人们拥有自己实 验室的幻想与愿望可以在计算机屏幕上通过场景式图形界面而得以"实现". 虚拟仪器技术 与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征, 无论是学生还是教师, 都可以自由 地,无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验.不但为实验类课程的教学改革 及远程教育提供了条件和技术支持,还可以随时为学生提供更多,更新,更好的仪器. 本系统是根据《自动控制原理》的实验,以 MATLAB 为操作平台,精选部分实验内容, 并针对实践教学过程中学生不易理解的部分理论问题, 进行精心编排和设计的. 其内容覆盖 了控制理论经典部分的全部内容. 本系统共分二个部分: 虚拟教室 虚拟实验室 《自动控制原理》虚拟实验室包括一个 MATLAB 自带的单输入单输出设计工具(SISO Design Tool)以及自编的众多 M 文件和 GUI 文件.它们有机的组合在一起,可用于《自动 控制原理》的教学演示及实验教学,并免去了编写 MATLAB 源代码的编程问题.从而使教学 和实验变的简单易行. 《自动控制原理》虚拟实验室在 MATLAB 运行情况下,通过在其命令窗口键入 Control Systems 来启动.进入 MATLAB 主界面(图 1 所示)后,在其命
图 1 MATLAB 主界面
令窗口(Command Wind)中键入 Control Systems 命令并按回车确定,将会出现《自动控制 原理》虚拟实验室的主界面,如图 2 所示.
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图 2 《自动控制原理》虚拟实验室的主界面
选择其界面中相应的"虚拟教室"或者"虚拟实验室" ,即可进入到相应的教学演示或 实验教学内容中去.
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