信號與系統(tǒng)實驗系統(tǒng)

1、功能模塊

    A）信號發(fā)生器模塊：

可產生頻率、幅度、占空比可調的三角波、方波、正弦波。

    B）單片機低頻信號發(fā)生器模塊：

產生幾種常用信號，包括：正弦信號，單位階躍信號（方波），三角波, 單位斜變信號（鋸齒波），階梯波, 指數信號，衰減指數信號， 抽樣函數信號，高斯函數信號，沖擊信號等多種信號，通過鍵盤或按鍵輸入選擇波形種類，并用LED顯示。

    C）掃頻信號源模塊：

產生頻率周期性連續(xù)變化的正弦信號。

2、實驗模塊

    A）有源無源濾波器模塊：

主要實現(xiàn)低通、高通、帶通、帶阻濾波器，電路板用圖形表示，便于學生理解。

    B）基本運算單元模塊：

包括加法器，標量乘法器（同向、反向），積分器。

    C）一階電路，二階電路（串并聯(lián)RLC電路），線性時不變系統(tǒng)模塊:

可提供固定連接電路，或者由用擴展模塊中分立元件連接實現(xiàn)。

    D）二階網絡狀態(tài)變量測量模塊：

可以模擬求解系統(tǒng)響應，實現(xiàn)微分方程的模擬求解。參數和初始值可以由實驗者設置，以滿足不同實驗要求。

    E）方波合成和分解模塊:

由函數信號發(fā)生器產生方波信號，分別分解出基波及三、五、七、九次諧波，再用加法器合成方波信號。

    F）抽樣定理實驗模塊：

由單片機信號源產生抽樣信號，函數發(fā)生器產生抽樣脈沖。采用高速電子開關和低通濾波器實現(xiàn)。

    G）AM調制與解調實驗模塊：

信號發(fā)生器產生高頻載波，單片機低頻信號發(fā)生器產生調制信號

    H）FDM頻分復用實驗模塊：

演示頻分復用的實現(xiàn)過程。

    I）擴展模塊

TW-XKJ-1型 信號與系統(tǒng)/自動控制理論/計算機控制技術實驗平臺




一、產品概述

      本實驗平臺集“信號與系統(tǒng)”、“控制理論”和“計算機控制技術”典型實驗環(huán)節(jié)于一體的教學設備，它能完成“信號與系統(tǒng)”、“控制理論”及“計算機控制技術”教程的全部實驗內容。實驗平臺配有各種測量儀表，系統(tǒng)功能完善，實驗內容豐富，能有效地提高學生的實際分析與解決問題的能力。



二、系統(tǒng)特點

1、該實驗平臺具有實驗功能齊全、資源豐富、使用靈活、接線可靠、操作快捷、維護簡單等優(yōu)點。

2、在實驗設計上，信號與系統(tǒng)實驗除了有信號的分解與合成、信號的采樣與恢復、各種濾波器等實驗外，還有一階、二階電路的各種特性研究實驗。

3、控制理論既有模擬部分的實驗，又有離散部分實驗；既有經典理論實驗，又有現(xiàn)代控制理論實驗。

4、計算機控制系統(tǒng)除了常規(guī)的實驗外，還增加了當前工業(yè)上應用廣泛、效果卓著的閉環(huán)控制技術，并通過虛擬示波器進行監(jiān)控、顯示。

5、擴展性強：各個模塊及資源分布合理、布局清晰、而且具有擴展性，方便學生自己重新設計。


三、技術性能

1、輸入電源：單相三線220V±10%  50HZ

2、工作環(huán)境：溫度-10℃~+50℃  相對濕度<85%（25℃）  海拔<4000m

3、絕緣電阻：大于3MΩ

4、裝機容量：小于0.5Kva

5、外形尺寸：135cm×60clm×140cm，以產品實物為準


四、系統(tǒng)組成

1、電源輸入模塊：提供+5V/1.0A、-5V/0.5A、+12V/0.5A、-12V/0.5A的電源輸出。

2、函數發(fā)生器模塊：提供五種波形信號：正弦波、三角波、方波、矩形波、掃頻信號。

信號的頻率范圍：8Hz—100KHz，分四個頻段。

信號的頻率、幅度、占空比和掃速勻可調。

3、頻率計：四位數顯，測量范圍1Hz-300KHz，量程自動切換。

4、毫伏表：三位半數顯，測量范圍0～20V，頻率范圍0～100KHz。

5、信號測量單元： 采用PC軟件實現(xiàn)雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。

6、實物及相關電路：實物由直流電機、步進電機、溫度加熱三部分組成，它們可與各自的驅動電路完成直流電機閉環(huán)調速控制、步進電機轉速控制、溫度PID控制實驗。

7、自由實驗區(qū)：由運放、電容、電阻、電位器和一些自由布線區(qū)等組成。通過接線和短路塊的選擇，可以模擬各種受控對象的數學模型。


五、實驗項目

1))信號與系統(tǒng)實驗：

1、基本運算單元實驗

2、響應與沖激響應實驗

3、系統(tǒng)的模擬實驗

4、無源濾波器實驗

5、定理與信號恢復實驗

6、網絡狀態(tài)軌跡的顯示實驗

7、階電路的暫態(tài)響應實驗

8、電路的暫態(tài)響應實驗

9、電路傳輸特性實驗

10、絡函數的模擬實驗

11、沖信號的分解實驗

12、脈沖信號的合成實驗

13、度對波形合成的影響實驗


2))控制理論實驗

1、典型環(huán)節(jié)的模擬研究

2、典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性

3、系統(tǒng)校正

4、控制系統(tǒng)的頻率特性

5、典型非線性環(huán)節(jié)

6、非線性系統(tǒng)（一）

7、非線性系統(tǒng)（二）

8、采樣系統(tǒng)分析

9、采樣控制系統(tǒng)的校正

10、狀態(tài)反饋（極點配置）


3))計算機控制技術實驗項目

1、A/D，D/A轉換

2、采樣保持器

3、數字濾波

4、積分分離式PID控制

5、最小拍有紋波系統(tǒng)實驗

6、最小拍無紋波系統(tǒng)實驗

7、大林算法控制

8、非線性控制

9、解耦控制

10、綜合控制實驗


4))計算機控制技術系統(tǒng)實驗

1、直流電機閉環(huán)調速實驗（實物）

2、溫度閉環(huán)控制實驗（實物）

3、步進電機調速實驗（實物）