簡(jiǎn)易自動(dòng)控制原理實(shí)驗系統設計

圖5 上位機前面板界面圖

　　3 實(shí)驗結果及分析

　　系統設計完成后，對典型二階震蕩環(huán)節進(jìn)行實(shí)驗，實(shí)驗系統模擬電路連接如圖6 所示。

圖6 二階振蕩環(huán)節模擬電路圖

　　圖6 所示模擬電路的拉氏運算電路如圖7 所示。

圖7 二階振蕩環(huán)節拉氏運算電路

　　將圖7 所示電路進(jìn)行頻域分析有：

　　式1 中參數為R1 = R2 = R3 = R7 = R8 = 200K,R4 = 10K,R5 = R6 = 100K,C1 = 1uF,C2 = 10uF; 對上式進(jìn)行拉氏變換可得出系統輸出響應函數為：

　　在MATLAB 中進(jìn)行仿真，可以得到其階躍響應曲線(xiàn)，如如圖8 所示：

圖8 二階振蕩環(huán)節階躍作用下輸出仿真波形

　　圖9 為簡(jiǎn)易自動(dòng)控制原理實(shí)驗系統二階振蕩環(huán)節在單位階躍作用下的輸出波形，通過(guò)對比可知實(shí)驗波形與圖8 所示的仿真波形基本一致，說(shuō)明實(shí)驗系統能很好的實(shí)現自動(dòng)控制原理實(shí)驗功能，達到設計目的。

圖9 二階振蕩環(huán)節在階躍信號作用輸出波形圖

　　4 結束語(yǔ)

　　一種簡(jiǎn)易的自動(dòng)控制原理實(shí)驗平臺由雙單片機AT89S52、ATmega16、LM741 等硬件電路和下位機系統及由LabVIEW 開(kāi)發(fā)的上位機軟件構成。系統充分利用AT89S52 和ATmega16 單片機軟硬件資源，方便快捷地實(shí)現信號產(chǎn)生和數據采集，PC 機通過(guò)LabVIEW 開(kāi)發(fā)平臺方便的進(jìn)行數據采集、監控、分析、處理、存儲和打印輸出。該實(shí)驗系統具有電路簡(jiǎn)單、使用靈活方便和擴展性強等特點(diǎn)，可以廣泛地應用于高校自動(dòng)控制原理實(shí)驗室，方便學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗，從而有效地降低實(shí)驗成本和節約實(shí)驗室資源。