培养学生理论联系实际和分析解决工业控制过程中实际问题的能力。掌握自动控制系统的电子模拟和数字仿真的基本方法,熟悉典型过程控制系统的构成。
该实验课是配合《自动控制原理》课程的理论教学而开设的系列实验。通过自动控制系统的电子模拟、数字仿真以及实体系统演示三个层次的实验,加深学生对理论课程中基本理论和基本概念的理解,提高学生理论联系实际的能力;培养学生运用现代仿真技术手段研究、解决有关工业控制过程中实际问题的能力;帮助学生了解典型过程控制系统的基本构成,建立有关感性认识。
教学实验模拟机、多用途教学实验装置、PC机、万用表、过程控制教学实验装置。
实验装置、 Matlab软件。
演示+操作+仿真
1):控制系统的电子模拟
实验目的:
(1)学习典型环节和二阶系统的模拟方法;
(2)研究阻、容参数的改变对相应环节或系统动态特性的影响。
教学基本要求:
(1)理解电子模拟实验的原理和意义;
(2)熟悉典型环节和二阶系统的动态特性;
(3)掌握自动控制系统的基本模拟方法。
实验内容提要:利用教学实验模拟机实现典型环节和二阶系统的模拟,观察并分析不同参数对其阶跃响应特性的影响。
实验类型:综合性
使用的主要仪器:教学实验模拟机、多用途教学实验装置、PC机、万用表。
2).典型过程控制系统演示
实验目的:熟悉典型过程控制系统的组成,建立有关感性认识。
教学基本要求:了解过程控制教学实验装置的组成和原理,熟悉以可编程控制器和智能数字仪表为控制器的过程控制系统的基本结构。
实验内容提要:通过运行由过程控制教学实验装置构成的含有温度、流量、压力、液位等过程变量的位式控制、单回路控制和串级控制系统,向学生展示以可编程控制器和智能数字仪表为核心的过程控制系统的组成原理及常用仪器设备的使用方法,使学生了解两者的不同特点。
实验类型:综合性
使用的主要仪器:、过程控制教学实验装置。
3):Matlab/Simulink仿真环境与控制系统仿真
实验目的:熟悉Matlab/Simulink仿真环境,掌握自动控制系统的基本仿真方法。
教学基本要求:
(1)理解数字仿真的原理和意义;
(2)熟悉Matlab函数指令方式和Simulink仿真环境;
(3)掌握自动控制系统的基本仿真方法。
实验内容提要:
(1)以Matlab函数指令方式实现控制系统的仿真;
(2)用Simulink环境实现控制系统的仿真。
实验类型:综合性
使用的主要仪器:PC机+Matlab软件。
4):PID控制器参数的工程整定
实验目的:理解PID控制器的工作原理,掌握其参数的工程整定方法
教学基本要求:掌握利用Ziegler-Nichols法、临界比例度法和衰减曲线法进行PID控制器参数的工程整定。
实验内容提要:
(1)利用Matlab函数指令方式完成PID控制器参数的工程整定;
(2)用Simulink环境完成PID控制器参数的工程整定。
实验类型:综合性
使用的主要仪器:PC机+Matlab软件。
质量报告要求占到60%
1.实验成绩评分原则:
(1)未参加实验:0分;
(2)参加实验全过程:40%;
(3)实验报告质量:60%。
2.实验成绩量化比例:
(1)自动控制系统演示:10分;
(2)典型环节的模拟:40分;
(3)Matlab/Simulink仿真环境与典型控制系统仿真:25分;
(4)PID控制器参数的工程整定:25分。
3.实验成绩的形式:
先按照上述评分原则和量化比例对学生的实验成绩进行评定,然后按照五级制形式给出。
先修一下课程:高等数学、复变函数、线性代数、电工学、微机原理