一、产品概述
本实验台能满足“信号与系统”、“控制理论”及“计算机控制技术”的实验教学,通过USB数据采集卡,利用上位PC机提供的信号发生器,虚拟示波器,脚本编程完成相应的实验项目。
二、系统特点
1.该实验箱具有实验功能全、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点
2. 在实验设计上,信号与系统实验除了信号的分解与合成、信号的采样与恢复、各种滤波器等实验外,还增加了滤波器间的相互转换,全通滤波器、信号的无失真传输等新的实验内容
3.控制理论既有模拟部分的实验,又有离散部分实验;既有经典理论实验,又有现代控制理论实验
4.计算机控制系统除了常规的实验外,还增加了当前工业上应用广泛、效果卓著的模糊控制、神经元控制、二次型最优控制等实验
5.扩展性强:各个模块及资源分布合理、布局清晰,而且具有扩展性,方便学生自己重新设计
三、技术性能
1.输入电源:单相三线AC220V±10%,50/60Hz
2.工作环境:温度-10℃~+60℃
3.相对湿度:<85%(25℃)海拔<4000m
4.外形尺寸:1620mm×730mm×1300mm
四、系统组成
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直流稳压电源:±5V/0.5A、±15V/0.5A、+24V/0.5A共五路,每路均有短路保护自动恢复功能。
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交/直流数字电压表(相当两只表功能)
(1)直流数字电压表:测量范围0~20V,分200mV、2V、20V三档,琴键开关切换,三位半数显,精度0.5级。
(2)数字式真有效交流毫伏表:测量范围0~20V,分200mV、2V、20V三档,琴键开关切换,三位半数显,频带范围10Hz~1MHz,测量精度0.5%±2个字。
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函数信号发生器:该实验平台配有两个函数信号发生器。一个有正弦波、方波、三角波三种波形输出,输出频率范围20Hz~100kHz,峰值为0~12V 可调;另一个有正弦波、方波、三角波、斜坡、抛物波五种波形输出,输出频率范围0.1Hz~1.5kHz,峰值为0~15V 可调。
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六位数显频率计:该实验平台配有两个数显频率计。一个测量范围0.1HZ~10kHZ,另一个测量范围1HZ~300kHZ。
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阶跃信号发生器:输出幅度0~±10V可调。
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扫频电源:采用可编程器件ispLSI1032和单片机AT89C51设计而成,提供15Hz~50kHz,幅度0~18V连续可调的正弦波。
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50Hz非正弦波多波形信号发生器:提供半波、全波、方波、矩形波、三角波共五种波形。
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虚拟信号发生器:基于CPLD为内核的虚拟信号发生器,该信号发生器包含多种波形,例如:正弦波,方波,锯形波,三角波等,另外可在PC机上设置其它信号波形。
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实物及相关电路:实物由直流电机、步进电机、温度加热器三部分组成,它们可与各自的驱动电路完成直流电机闭环调速控制、步进电机转速控制实验及温度PID控制实验。
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丰富的实验单元电路:由运放、电容、电阻、电位器和一些自由布线区等组成。通过接线和短路帽的选择,可以模拟各种受控对象的数学模型。
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数据采集卡:采用USB数据采集卡,它可直接插在IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机上,其A/D采样速率最高为400kHz;有16路单端A/D模拟量输入,转换精度为14位;4路D/A模拟量输出,转换精度为12位;16路开关量输入,16路开关量输出。
数据采集卡接口部分包含模拟量输入输出(AI/AO)与开关量输入输出(DI/DO)两部分,其中AI有4路,AO有2路,DI/DO各8路。
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上位机软件:主要由实验所需的信号发生器,虚拟示波器、脚本编辑器、实验报告生成器等几部分组成,其中虚拟示波器用于显示实验波形,并具有图形存储、打印功能;脚本编辑器则提供了一个开放的编辑环境,并具有VBscript和Jscript两种编辑模式,用户可采用任何一种模式编写各种算法及控制程序。
五、实验项目
(一)信号与系统