自动化仪表与过程控制实验指导书

《自动化仪表与过程控制》实验指导书

（修订稿）

电气工程系

目录

实验一自动化仪表的认识与选用 2 实验二智能调节器的使用与特性测试 3 实验三电动执行机构的使用与特性测试 4 实验四温度变送器的使用与特性校验 5 实验五 JX-300X 构成原理与SCNet网络组态 6 实验六 JX-300X 系统I/O组态 8 实验七 JX-300X 系统操作组态12 实验八 JX-300X 系统控制组态15 实验九过程对象实验建模研究 17 实验十单回路控制系统的组态与工程整定 18 实验十一串级控制系统的组态与工程整定 19 实验十二前馈-反馈控制系统的组态与工程整定 20 实验十三比值控制控制系统的组态与工程整定 21 实验十四自选复杂方案控制系统（组态）设计 22 实验十五自选复杂方案控制系统（编程）设计 23

实验一自动化仪表的认识与选用

一、实验目的

1.认知实验室中的各种自动化仪表。

2. 了解实验室中的各种变送器（DDZ-Ⅲ温度变送器，DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ差压变送

器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，DDZ-Ⅲ型靶式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻）、控制器（智能调节器、KMM可编程调节器和JX-300X集散型控制系统）及执行器（ZJK-210C型电动执行器，ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块，Ⅲ型变频调速水泵）的结构原理与性能特点。

3.初步了解实验室中的各种变送器、控制器及执行器的合理选型、正确安装与使用方法。

二、主要实验设备

1.JX-300X集散控制系统，XMTF-A智能调节器，KMM可编程调节器。

2.DDZ-Ⅲ温度变送器，DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ差压变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ

电磁式流量变送器，DDZ-Ⅲ型靶式流量变送器，GP型交流电压变送器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容

1. 各种自动化仪表的认识。

2. 实验室中的各种变送器的功能特点、主要技术参数与正确安装使用。

3. 实验室中的各种执行器的功能特点及合理选型与正确安装使用。

4. 实验室中各种控制仪表的功能特点与选用。

四、实验报告

1. 列写实验室中主要检测仪表的作用及主要技术参数。

2. 阐述实验室中各类执行仪表的作用及性能特点。

3. 阐述实验室中各种控制仪表的性能特点及应用场合。

实验二智能调节器的使用与特性测试

一、实验目的

1.掌握XMTF-A智能调节器的操作方法。

2. 加深理解XMTF-A调节器的控制参数设置、调节器的正/反作用方式设定以及手动/自动切

换应注意的问题。

3.掌握工业调节器的比例、比例积分和比例积分微分调节规律的控制作用特点。

4.掌握工业调节器控制参数的实验测定方法。

二、主要实验设备

1.XMTF-A智能调节器。

2.DDZ-Ⅲ恒流给定器，电流表，+24V直流电源。

三、实验内容与要求

1. 按《XMTF-A智能调节器使用说明书》熟悉操作方法。

2. 提出接线方案并构建观察阶跃响应的实验系统。

3. 将调节器设置为纯P调节器、正作用方式且比例度δ=50﹪，在输入偏差阶跃扰动下（幅度

控制在±8﹪范围内），分别记录下输入偏差的阶跃扰动幅度和极性以及输出响应曲线。4. 将调节器设置为PI调节器、正作用方式且比例度δ=50﹪、积分时间T I = 8秒，在输入偏差

阶跃扰动下（幅度控制在±8﹪范围内），分别记录下输入偏差的阶跃扰动幅度和极性以及调节器的输出响应曲线。

5. 将调节器设置为PID调节器、正作用方式且比例度δ=50﹪、积分时间T I =8秒、微分时间

T D= 2秒，在输入偏差阶跃扰动下（幅度控制在±8﹪范围内），分别记录下输入偏差的阶跃扰动幅度和极性以及控制参数δ、T I和T D的设置值以及调节器的输出响应曲线。

四、实验报告

1. 画出能够观察阶跃响应的实验系统接线图。

2. 按实验步骤3的实验结果，计算出调节器比例度δ的实际值，并与设置值进行比较。

3. 按实验步骤4的实验结果，计算出调节器比例度δ和积分时间T I的实际值，并与设置值进

行比较。

3. 按实验步骤5的实验结果，计算出调节器比例度δ、积分时间T I和微分时间T D的实际值，

并与设置值进行比较。

实验三电动执行机构的使用与特性测试

一、实验目的

1.加深理解电动执行器组成、气开/气关型式和性能特点。

2. 掌握伺服放大器的组成原理、使用与特性测试方法。

3.掌握执行器的组成原理、使用与特性测试方法。

4.掌握电动执行机构的整机特性测试方法。

二、主要实验设备

1.DDZ-Ⅲ型执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器。

2.DDZ-Ⅲ恒流给定器，mA电流表，指示灯，按钮开关，接插连接器等。

3.Φ20直通单座调节阀。

4.24V直流电源。

三、实验内容与要求

1.阅读《ZJK-210C执行器使用说明书》和《ZPE-2010QⅢ伺服放大器使用说明书》，熟悉使用

方法。

2.提出接线方案并构建测试ZPE-2010QⅢ伺服放大器特性的实验系统，当伺服放大器的输入

偏差分别为I i>I F、I i

3.提出接线方案并构建测试ZJK-210C执行器特性的实验系统，分别测试执行器角行程的增减

控制和位置发送器的特性（I F随输出角行程θ变化关系）。

4.提出接线方案并构建由ZJK-210C执行器和ZPE-2010QⅢ伺服放大器组成的位置负反馈实验

系统，测试电动执行机构的输出角行程θ随输入给定电流I i的变化关系。

四、实验报告

1. 画出测试ZPE-2010QⅢ伺服放大器特性的实验系统接线图，给出伺服放大器在输入偏差分

别为I i>I F、I i

2. 画出测试ZJK-210C执行器特性的实验系统接线图，根据执行器I F随输出角行程θ变化关系

的实验结果，给出执行器的位置发送器特性（表格或特性曲线）。

3. 画出由ZJK-210C执行器和ZPE-2010QⅢ伺服放大器构成的位置负反馈实验系统接线图，根

据电动执行机构输出角行程θ随输入给定电流I i变化关系的实验结果，给出电动执行机构的整机特性（表格或特性曲线）。

实验四温度变送器的使用与特性校验

一、实验目的

1.认知实验室中的各种自动化仪表。

2. 加深理解实验室中的变送器和执行器的构成原理。

3.基本掌握实验室中的变送器、控制器及执行器的性能特点。

4.初步了解实验室中的各种变送器、控制器及执行器的合理选型、正确安装与使用方法。

二、主要实验设备

1.DBW-5500A温度变送器。

2.DDZ-Ⅲ恒流给定器（在1.0Ω电阻上产生毫伏信号），mA电流表。

3.100Ω电阻、200Ω多圈电位器，冷端补偿电阻1套。

3.24V直流稳压电源。

三、实验内容与要求

1. 阅读《DBW-5500A温度变送器使用说明书》，熟悉使用方法。

2. 提出接线方案并构建一个配接K分度号热电偶（由恒流给定器产生的毫伏信号代替）的实

验系统，通过量程调整、零点调整和零点迁移实现温度变送器的特性如下：

温度变送器输入毫伏信号（mV）： 5 6 7 8 9

温度变送器标准输出电流(m A )： 4 8 12 16 20

温度变送器实际输出电流(m A )：

3. 提出接线方案并构建一个配接Pt100分度号热电阻（由100Ω电阻和200Ω多圈电位器代替）

的实验系统，通过量程调整、零点调整和零点迁移实现温度变送器的特性如下：

温度变送器输入电阻（Ω）：100 145 190 235 280

温度变送器标准输出电流(m A )： 4 8 12 16 20

温度变送器实际输出电流(m A )：

四、实验报告

1. 画出等效于配接K分度号热电偶的温度变送器实验系统接线图，列出温度变送器的特性实

测值，计算出变送器精度。

2. 画出等效于配接Pt100分度号热电阻的温度变送器实验系统接线图，列出温度变送器的特性

实测值，计算出变送器精度。

实验五JX-300X构成原理与SCNet网络组态

一、实验目的

1.熟悉SUPCON JX-300X集散型控制系统的构成原理、控制系统规模与特点。

2. 理解掌握JX-300X控制站的微观结构及控制站中各卡件的功能与作用。

3. 初步熟悉JX-300X的操作站组态软件的主画面与功能菜单。

4. 掌握JX-300X的过程控制网络SCNet组态方法。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容与要求

1.阅读《JX-300X系统说明书》第一章至第五章内容。

2.SUPCON JX-300X集散型控制系统的构成原理、控制系统规模与特点。

3.DCS实验教学系统中JX-300X的过程控制网络SCNet的特性（拓扑结构、传输方式、通信

控制、通信速率、节点容量、通信介质及通信距离）。

4.DCS实验教学系统中JX-300X控制站的配置（机笼及其卡件配置）。

5.DCS实验教学系统中JX-300X控制站中各机笼槽位上的卡件型号及其各通道所连接的仪表

（主要是输入通道连接的变送器和输出通道连接的执行器）。

6. 初步熟悉JX-300X组态软件的组态功能。

7. JX-300X的过程控制网络SCNet组态方法

过程控制网络SCNet组态通过总体信息组态完成的，总体信息组态包括主机设置、编译、组态下载和组态传送四个功能。

DCS实验教学系统的过程控制网络SCNet通信节点有：

30个代用操作站

1个工程操作站

1个工程师站

1个JX-300X控制站

（1）主机设置

当启动组态软件后，选中[总体信息]/<主机设置>，打开主机设置窗口。

选择主控制卡选项卡，对主控制卡（即控制站）进行组态：

1）类型——为采集站、控制站和逻辑站

2）注释栏——写入主控制卡的文字说明

3）运算周期——必须为0.1秒的整数倍，一般建议采用默认值0.5 秒

4）冗余——点击冗余单元栏前复选框

5）网络使用——显示网络是否处于冗余状态

6）IP地址——地址值统一为128.128.1.2～128.128.1.32之间

7）型号——从下拉列表中选定当前组态主控制卡的类型SP243

8）通讯——可选只有UDP协议一种

选择操作站选项卡，进入操作主机的组态，正确填写：

1）类型——操作主机类型分为工程师站、数据站和操作站

2）注释——注释栏内写入操作主机的文字说明

3）IP地址——地址值统一在128.128.1.129～128.128.1.160之间

4）开放文件夹——在操作站上开放一个文件夹，以便将工程师站中的组态内容直接存放入该文件夹，避免了间接拷贝的繁琐

5）计算机名——显示开放文件夹所属计算机名

注意：1）操作主机、主控制卡及冗余单元的地址统一编排，相互不可重复

2）设置冗余单元要求首先在偶数地址上设置主控制卡，然后在相邻的奇数地址上设置冗余单元。例如：0号地址设为主控制卡，1号地址设为冗余单元（2）编译（选做）

（3）组态下载（选做）

（4）组态传送（选做）

四、实验报告

1. 阐述SUPCON JX-300X集散型控制系统的控制系统规模与特点。

2. 给出JX-300X过程控制网络SCNet的性能指标(通信速率、节点容量等)。

3. 给出JX-300X过程控制网络SCNet上的各节点设备组态项目及填写内容。

4. 简述JX-300X控制站配置的主要卡件及其功能。

实验六JX-300X 系统I/O组态

一、实验目的

1.进一步熟悉SUPCON JX-300X集散型控制系统的构成原理。

2.熟悉并掌握SUPCON JX-300X集散型控制系统的组态软件使用。

3. 按照JX-300X系统控制站的自上而下组态流程要求和实验室控制站的实际接线限定，完成

DCS实验教学系统的系统单元登录组态、数据转发卡登录组态、I/O卡件登录组态、信号点组态、信号点参数设置组态。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容与要求

1.阅读《JX-300X系统说明书》第六章控制站组态。

2. 组态生成JX-300X的过程控制网络SCNet。

3. 控制站的机笼配置组态。

4. 控制站机笼中的卡件配置组态。

5. 按照控制站机笼母板上各卡件端子已硬连线接入的仪表，完成机笼中的各槽位插入卡件的

信号点组态。

6. 按照各卡件端子所接仪表的技术参数与要求完成卡件的信号点参数设置组态。

7. 组态步骤

启动组态软件后，选中[控制站]/，启动系统的I/O组态环境。

系统I/O组态分层进行，从挂接在主控制卡上的数据转发卡组态开始，然后I/O卡件组态、信号点组态，最后为信号点设置组态（包括模入AI、模出AO、开入DI、开出DO、脉冲量输入PI、位置信号输入PA T、SOE输入组态），共四层。

DCS实验教学系统实际配置2个机笼。

（1）数据转发卡组态

选中[控制站]/菜单项后，I/O输入窗口被打开，选择数据转发卡选项卡，按DCS实验教学系统实际配置填写如下组态项目：

1) 主控卡此项下拉列表列出主机设置组态中登录的所有主控制卡，从中选择当前主

控制卡。数据转发卡窗口中列出的数据转发卡都将挂接在该主控制卡上。

2) 注释此栏内写入当前组态数据转发卡的文字说明，可用汉字，字长不超过10

个中文字符。

3)冗余选中此栏则将当前组态的数据转发卡设为冗余单元。设置冗余单元的方法

及注意事项同主控制卡。

4) 地址此栏定义当前数据转发卡在挂接的主控制卡上的地址，地址值最好设置为0～

15的偶数。与系统单元登录类似，数据转发卡的组态地址应与数据转发卡硬

件上的跳线地址匹配，并且地址值不可重复。

5) 型号从下拉列表中选定当前组态数据转发卡的类型。此栏有二种型号即SP231、

SP233可供用户选择。

（2）I/O卡件登录

在打开的I/O输入窗口，选择I/O卡件选项卡，按DCS实验教学系统的每个机笼实际插卡填写如下组态项目：

1) 注释注释栏内写入对当前I/O卡件的文字说明，字长不超过10个中文字符。

2) 冗余将当前选定的I/O卡件设为冗余单元。设置冗余单元的方法及注意事项同

主控制卡。

3) 地址定义当前I/O卡件在挂接的数据转发卡上的地址，地址0～15。I/O卡件的

组态地址应与它在控制站机笼中的排列编号相匹配，并且地址编号不可重

复。

4) 型号从下拉列表中选定当前组态I/O卡件的类型。JX-300系统提供多种I/O卡

件以供用户选择，卡件及类型（参见《JX-300X系统说明书》第六章控制

站组态）。

（3）信号点组态

在打开的I/O输入窗口，选择I/O点选项卡，按DCS实验教学系统各个信号点所接仪表填写如下组态项目：

1) 类型此项选定当前信号点信号的输入/输出类型，类型包括：模拟信号输入AI、

模拟信号输出AO、开关信号输入DI、开关信号输出DO、脉冲信号输入

PI、位置输入信号PAT、事件顺序输入SOE等七种类型。

2) 地址此项定义指定信号点在当前I/O卡件上的编号。信号点的编号应与信号接入I/O

卡件的接口编号匹配，不可重复使用。信号点的地址值设置在0~15之间。

3) 注释注释栏内写入对当前I/O点的文字说明，字长不超过10个中文字符。

4) 位号当前信号点在系统中的位号。每个信号点在系统中的位号应是唯一的，不

能重复，位号只能以字母开头，不能使用汉字，且字长不得超过10个英

文字符。

5) 设置选中该栏的设置按钮，系统将根据该信号点所设的信号类型，进入与之匹

配的信号点参数设置组态窗口。

（4）信号点参数设置组态

分为模拟量输入信号点组态、模拟量输出信号点组态、开关量输入信号点组态、开关量输出信号点组态、脉冲量输入信号点组态、PAT信号点组态等六种不同的组态窗口。点击I/O点组态窗口中的设置按钮，组态软件将根据I/O点的类型决定进入哪个窗口进行组态。

1) 模拟量输入信号点设置组态

按DCS实验教学系统中各输入信号点所接检测仪表填写如下组态项目：

位号此项自动填入当前信号点在系统中的位号。此框消隐不可改。

注释此项自动填入对当前信号点的描述。此框消隐不可改。

信号类型此项中列出了JX-300 系统支持的17 种模拟量输入信号类型，用户可根据自

己的需要选择适当的信号类型。

上/下限及单位这几项分别用于设定信号点的量程最大值、最小值及其单位。工程

单位列表中列出了一些常用的工程单位供用户选择，同时也允许用户

定义自己的工程单位。

温度补偿（选做）当信号点所取信号需温度补偿时，选中温度补偿复选框，将打开

后面的温度位号和设计温度二项，点中温度位号项后面的按钮，此

时会弹出位号选择对话框（如图 6.1.4.1-2）从中选中补偿所需温度信

号的位号，位号也可直接填入，但需说明的是所填位号必须已经存在。

在设计温度项中填入设计的标准温度值。

压力补偿（选做）当信号点所取信号需进行压力补偿时，选中压力补偿复选框，将

打开后面的压力位号和设计压力二项，压力位号的设置与温度补偿中

温度位号设置一样，在此不再说明。在设计压力项中填入设计的标准

压力值。

滤波当信号点所取信号需滤波时，选中滤波复选框，在滤波常数项内可填

入滤波常数，单位为‘秒’。JX-300系统提供一阶惯性滤波。

开方（选做）当信号点所取信号需开方处理时，选中开方复选框，在小信号滤波项

中填入小信号切除区的百分量。

累积（选做）当信号点所取信号是累积量时，选中累积复选框，在时间系数项、单

位系数项中填入相应系数，计算方法见后；在单位项中填入所需累积

单位，软件提供部分常用单位，用户亦可定义自己的单位。

报警（选做）当信号需加报警时，选中报警复选框，打开其后的高一级/低一级、高

二级/低二级、高三级/低三级、报警死区和报警等级八项。在高一级/

低一级、高二级/低二级、高三级/低三级各项中填入适当报警限值，各

项数值应高三级>高二级>高一级>低一级>低二级>低三级，且应在信

号量程内。报警死区项中填入死区的大小。报警等级项中填入该信号

的报警优先级。等级值越小报警等级越高。

2) 模拟量输出信号点设置

模拟输出信号输出的是一个控制阀位（即阀门开关）的百分量信号，按DCS实验教学系统中各输出信号点所接执行仪表填写如下组态项目：

位号此项自动填入当前信号点在系统中的位号。此框消隐不可改。

注释此项自动填入对当前信号点的描述。此框消隐不可改。

信号制此框中指定输出信号的制式（II型/ III型）。

阀特性此框中指定控制阀的特性（气开/ 气闭）。

报警当信号需加报警时，选中报警复选框，打开其后的高一值/低一值、高二值/低二值、报警死区和报警级别六项。在高一值/低一值、高二值/低二值各项

中填入适当报警限值，各项数值当然应有高二值＞高一值＞低一值＞低二

值，且在信号量程内。报警死区项中填入死区的大小。报警级别项中填入

该信号的报警优先级。

3) 开关量输入/输出信号点设置(选做)

4) 脉冲量输入信号点设置(选做)

5) 位置输入信号点设置(选做)

四、实验报告

1. 给出JX-300X过程控制网络中的控制站组态填写项及填写内容。

2. 给出JX-300X控制站中各机笼槽位上所插入的I/O卡件型号及其各通道所连接仪表的位号。

3. 按卡件类型列写机笼中信号点组态的填写项及填写内容。

4. 按卡件类型列写各信号点参数设置组态的填写项及填写内容。

实验七JX-300X系统操作组态

一、实验目的

1.熟悉SUPCON JX-300X系统的操作组态要求；掌握操作组态中的操作组设定原则。

2. 一般掌握标准画面组态、控制流程图登录、报表登录、自定义键组态和语音报警组态的方

法与意义。

3.重点掌握标准画面组态中的实时趋势画面组态和控制分组画面组态的组态要求。

4.初步掌握组态文件的编译与修改。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容与要求

1.阅读《JX-300X系统说明书》第七章操作站组态。

2. 操作组态中的操作组设定。

3. 针对DCS实验教学系统的I/O仪表及被控对象配置，合理设计标准画面中的实时趋势画面

并完成实时趋势画面组态。

4. 针对DCS实验教学系统的I/O仪表及被控对象配置，合理设计标准画面中的控制分组画面

并完成控制分组画面组态。

5. 完成DCS实验教学系统的流程图画面文件组态。

6. 组态文件的编译与修改。

7. 实验步骤

（1）标准画面设计

系统的标准画面组态是指对系统已定义格式的标准操作画面进行组态，包括总貌画面、趋势曲线、控制分组、数据一览等四种操作画面的组态。

根据DCS实验教学系统仪表配置与实验操作要求，合理编排各种组态画面的每一页。（2）组态

①启动组态软件后，选中[操作站]/<操作小组设置>，打开操作小组设置窗口。

1) 序号填入操作小组设置时的序号，此项的设置有利于“整理”功能的实现。

2) 名称为各操作小组的名字。

3) 登录等级从下拉列表框中为操作小组选择登录等级，JX-300系统提供不修改、操作

员、工程师、特权四种操作等级。

②选中[操作站]/<总貌画面>，打开总貌画面窗口（选做）。

③选中[操作站]/<趋势曲线>，打开趋势曲线窗口。

1) 页码选定进行组态的趋势曲线画面页。JX-300系统提供的画面多达640页。

2)页标题显示指定页的页标题，即对该页内容的说明。标题可使用汉字，字数不超过20个。

3) 操作小组指定趋势曲线画面的当前页可在哪个操作小组中显示。

4) 记录周期指定当前页中所有趋势曲线共同的记录周期，单位为‘秒’。同一画面中

的趋势曲线记录周期相同，必须为整数秒，取值范围是1～3600。

5) 记录长度指定当前页中所有趋势曲线共同的记录点数。指定趋势画面中的趋势曲线

必须有相同的记录点数，取值范围1920～2592000。

6) 趋势曲线组每页趋势画面至多包含八条趋势曲线，每条曲线通过位号来引用。一旁

的按钮提供位号查询的功能。

④选中[操作站]/<控制分组>，打开控制分组窗口。

1) 页码选定对哪一页仪表分组画面进行组态。JX-300系统提供多达320页的仪表分组

画面。

2) 页标题显示指定页的页标题，说明该页内容。标题可使用汉字，字符数不超过20个。

3) 操作小组指定当前仪表分组画面页可在哪个操作小组的操作画面中显示。

4) 仪表组每页仪表分组画面至多包含八个仪表，每个仪表通过位号来引用。一旁的

按钮提供位号查询的功能。

⑤选中[操作站]/<数据一览>，打开数据一览窗口。

1)页码选定对哪一页数据一览画面进行组态，JX-300系统提供的画面多达160页。

2) 页标题显示指定页的标题，即该页内容的说明，可使用汉字，字符数不超过20个。

3) 操作小组指定当前数据画面页的当前页可在哪个操作小组中显示。

4) 显示块每数据画面页包含8×4个显示块。在显示块中填入引用位号，一旁的按

钮提供位号查询服务。在实时监控中，通过引用位号引入对应参数的测量值。

⑥选中[操作站]/<流程图>，进入系统流程图组态窗口。

1) 页码选定对哪一页流程图进行组态，每一页包含一个流程图文件。JX-300系统至多

提供160页的流程图页面。

2)页标题显示指定页的页标题，即对该页内容的说明。标题可使用汉字，字符数不超过20个。

3) 操作小组指定当前页的流程图画面可在哪个操作小组中显示。

4) 文件名选定欲登录的流程图文件。流程图文件必须以“.SCG”为扩展名，每个文件

包含一幅流程图。流程图文件名可通过后边的按钮选择。按编辑按钮，将启

动流程图制作软件，对当前选定的流程图文件进行编辑组态(详细资料参见《流

程图制作手册》)。

⑦选中[操作站]/<报表>菜单项，进入报表组态窗口（选做）。

⑧选中[操作站]/<自定义键>菜单项，进入自定义键组态窗口（选做）。

⑨选中[操作站]/<自定义键>菜单项，进入自定义键组态窗口（选做）。

⑩选中[操作站]/<语音报警>，进入语音报警组态窗口（选做）。

（3）组态文件的编译与修改

用户定义的组态文件必须经过系统编译，才能传递给实时监控软件下载执行。

选中[总体信息]\<编译>对系统组态信息、流程图、SCX自定义语言及报表信息等一系列组态信息文件的编译。编译的情况（如编译过程中发现有出错信息）显示在右下方操作区中。根据出错信息列表提示修改错误。

四、实验报告

1.简述操作组态中的操作组设定原则。

2. 简述各种标准画面的作用和允许最大组态页面数。

3.简述在标准画面组态中，实时趋势画面组态的填写项及填写内容。

4.简述在标准画面组态中，控制分组画面组态的填写项及填写内容。

5.给出实时趋势画面和控制分组画面设计结果（画面分页及其显示内容）。

实验八JX-300X系统控制组态

一、实验目的

1. 掌握DCS实验教学系统的各被控对象及其配置的测量仪表和执行仪表。

2. 掌握组态各种常规控制方案的信号点对应关系。

3. 进一步熟悉DCS实验教学系统的控制站I/O组态和操作站组态。

4. 熟悉JX-300X监控软件使用。

5. 熟练掌握组态文件的编译与修改。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容与要求

1.阅读《JX-300X系统说明书》第六章控制站组态。

2. 确定常规控制方案组态的信号点对应关系。

3. 组态生成电加热炉热电流手操控制系统。

4. 组态DCS手操控制系统的实时趋势画面和控制分组画面。

5. 组态文件的编译与修改，正确无误后下载控制站。

6. 进入JX-300X监控状态，检验电加热炉的加热电流手操控制。

7. 实验步骤

（1）检查系统I/O组态正确无误

（2）常规控制方案组态

控制方案组态分为常规控制方案组态和用户自定义控制方案组态。在组态软件的主菜单中，选中[控制组态]/<常规控制方案>，即可启动系统的常规控制方案组态环境；选中[控制组态]/<自定义控制方案>菜单项，即可启动系统的用户自定义控制方案组态。

在常规控制方案组态窗口中进行：

1) 主控制卡列出所有已组态登录的主控制卡，用户必须为当前组态的控制回路指定主控

制卡，对该控制回路的运算和管理由所指定的主控制卡负责。

2) 注释此项填写当前控制方案的文字描述，可用汉字，字符数不超过20个。

3) 控制方案列出了JX-300 系统支持的8种常用的典型控制方案，用户可根据自己的需

要选择适当的控制方案。

4) 输出参数此功能组用于确定所组控制方案的输出方法，共包含四项。当控制输出需要

分程输出时，关闭不分程选项，并在分程点输入框中填入适当的百分数（40%

时填写40）；输出位号1填写回路输出<分程点时的输出位号，输出位号2填写

回路输出>分程点时的输出位号。如果不加分程控制，则只需填写输出位号1项，

位号可通过一旁的按钮，进入位号查询表查询选定。

5) 回路1/回路2 回路1/回路2功能组用以对控制方案的各回路进行组态（回路1为外

环，回路2为内环）。回路位号项填入该回路的位号；回路描述项填入该回路的

说明描述，字符数不大于10个中文字符；输入位号项填入相应输入信号的位号，

位号也可通过按钮查询选定。JX-300系统支持的控制方案中，最多包含两个

回路。如果控制方案中仅一个回路，则只需填写回路1功能组。

6) 跟踪为了实现从手动到自动的无扰动切换，跟踪位号项填入该回路的手操器位号，使

系统在手动状态运行时，前一采样时刻的控制量跟踪手动控制量。

7) 其它位号用于填入对该回路产生大干扰的变量位号，实现前馈控制方案。

（3）完成手操器控制方案组态及对应的控制分组组态。

（4）组态文件的编译与修改。

（5）将编译无误的组态文件下载至控制站。

（6）熟悉实时监控画面。

（7）通过手操控制加热炉，记录手操阀位与加热电流值对应关系。

四、实验报告

1.列出各台电加热炉的信号点对应关系（被控量和控制量对应的信号点位号）。

2. 画出组态的手操控制系统框图。

3. 列出电加热炉热电流手操控制的组态填写项及其填写内容。

4.给出手操阀位的加热电流值控制结果：

手操输出阀位MV / 204060 80

电加热炉电流PV / A

实验九过程对象实验建模研究

一、实验目的

1.加深对建模实验方法的理解；掌握在建模试验方法、步骤以及注意事项；施加扰动信号的

选取要求。

2. 组态生成一个温度过程（或电压、电流）的实验建模系统。

3.掌握按扰动响应曲线确定过程模型结构和参数的方法。

4. 进一步熟悉JX-300X监控软件使用。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容要求与步骤

1. 合理设计扰动信号及其幅度。

2. 组态生成一个电加热炉的温度过程（或电压、电流）实验建模系统（通过手操器实现）。

3. 组态实验建模系统的实时趋势画面和控制分组画面。

4. 组态文件的编译与修改，正确无误后下载控制站。

5. 进入JX-300X监控状态，等待电加热炉的炉温（或电压、电流）稳定后，按选定的扰动信

号及其幅度手操施加扰动，直至电加热炉的炉温（或电压、电流）重新稳定，记录下扰动响应曲线。

6. 通过施加正向和反向扰动检验对象是否存在非线性。

四、实验报告

1.画出组态的手操实验建模系统框图。

2. 简述电加热炉的炉温过程（或电压、电流）实验建模应注意事项。

3.画出电加热炉的炉温过程（或电压、电流）实测阶跃响应曲线。

4.根据阶跃响应曲线确定过程模型结构并计算给出模型参数。

一、实验目的

1.进一步加深对单回路控制系统构成原理的理解。

2. 熟悉单回路控制系统组态，掌握系统投运的步骤与要求。

3.掌握执行器的气开/气关型式设定和控制器的正/反作用设定方法。

4.掌握单回路控制系统的工程整定方法，积累整定单回路控制系统的工程经验。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容要求与步骤

1. 设计并组态生成一个温度(或电流、电压)单回路控制系统及其对应的实时趋势画面和控制分组画面组态。

2. 组态文件的编译与修改，正确无误后下载控制站。

3. 进入JX-300X监控状态，根据Ⅲ型交流一体化调压模块的作用原理设定执行器的气开/气关

型式，分析确定控制器正/反作用方式。

4. 预置纯比例控制（衰减曲线法工程整定）的δ初值，替换系统的δ缺省值。

5. 手操控制加热炉的炉温至250?C左右(或电流1A、电压150V)，待稳定后，将控制系统投

入自动运行。

6. 按衰减曲线法整定单回路控制系统，即修改控制参数，检验设定值扰动后的炉温(或电流)

响应曲线，直至获得4 : 1衰减响应曲线，记录下振荡周期T k和设定的比例度δk。

7. 按选取的控制算法（P、PI、PID），根据T k和δk计算出控制器参数并置入。检验在设定值

扰动下的系统控制品质。

8. 检验在模拟负载扰动下（选做炉温控制方案的限于时间可不做）的系统控制品质。

四、实验报告

1.画出温度(或电流、电压)单回路控制系统的组态结构图。

2. 简述控制器正/反作用方式的选取方法和系统投自动运行注意事项。

3.给出衰减曲线法整定结果（T k、δk、选取的控制算法及依据、控制器参数计算方法与计算结果）。

4.给出整定后的设定值扰动和负载扰动响应曲线。

一、实验目的

1.进一步加深对串级控制系统方案设计的理解，根据DCS实验教学系统的仪表配置合理选择

主被控变量和副被控变量。

2. 熟悉串级控制系统组态方法。

3.掌握串级控制系统的主、副回路投自动方法。

4.掌握串级控制系统的工程整定方法，积累整定串级控制系统的工程经验。

二、实验设备

1.JX-300X集散控制系统。

2.DDZ-Ⅲ压力变送器，DDZ-Ⅲ液位变送器，DDZ-Ⅲ电磁式流量变送器，GP型交流电压变送

器，GP型交流电流变送器，K分度号热电偶，Pt100热电阻。

3.DDZ-Ⅲ型电动执行器（ZJK-210C），ZPE-2010QⅢ伺服放大器，Ⅲ型交流一体化调压模块

（15A），Ⅲ型变频调速水泵。

三、实验内容要求与步骤

1. 设计并组态生成一个串级控制系统控制系统（可选温度-电流串级控制或温度-电压串级控制，但从易于施加模拟负荷扰动实验考虑，建议选前者）及其对应的实时趋势画面和控制分组画面。

2. 组态文件的编译与修改，正确无误后下载控制站。

3. 进入JX-300X监控状态，分析确定并分别设置主控制器和副控制器的正/反作用方式、确定

副控制器的控制算法及控制参数（可按经验或先前实验的整定结果）。

4. 手操控制电加热炉的炉温至250 C左右，待稳定后，按先投副回路后投主回路的次序将控

制系统投入自动运行。

5. 选取主回路控制算法（P、PI、PID），根据已知温度对象模型，按响应曲线法整定主回路。

6. 施加设定值扰动，检验整定后的主回路控制品质。

7. 施加模拟负荷扰动，检验整定后的主回路控制品质（限于时间可选做）。

四、实验报告

1.画出串级控制系统的组态结构图。

2. 简述主、副控制器的正/反作用方式选取方法和系统投自动运行注意事项。

3.给出副回路的控制器参数设定值。

4.给出响应曲线法整定主回路的控制器参数计算公式与整定计算结果。

5.给出整定后的设定值扰动响应曲线。

计算机组成原理实验指导书

“计算机组成原理” 实验指导书 伟丰编写 2014年12月

实验一算术逻辑运算实验 一、实验目的 1、掌握简单运算器的组成以及数据传送通路。 2、验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。 二、实验容 运用算术逻辑运算器进行算术运算和逻辑运算。 三、实验仪器 1、ZY15Comp12BB计算机组成原理教学实验箱一台 2、排线若干 四、实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据输入开关（INPUT）用来给出参与运算的数据，并经过一三态门（74LS245）和数据总线相连。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。数据显示灯已和数据总线（“DATA BUS”）相连，用来显示数据总线容。

图1-l 运算器数据通路图 图1-2中已将实验需要连接的控制信号用箭头标明（其他实验相同，不再说明）。其中除T4为脉冲信号，其它均为电平控制信号。实验电路中的控制时序信号均已部连至相应时序信号引出端，进行实验时，还需将S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU_G、SW_G 各电平控制信号与“SWITCH”单元中的二进制数据开关进行跳线连接,其中ALU_G、SW_G 为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。按动微动开关PULSE，即可获得实验所需的单脉冲。 五、实验步骤 l、按图1-2连接实验线路，仔细检查无误后，接通电源。（图中箭头表示需要接线的地方， 2、用INPUT UNIT的二进制数据开关向寄存器DR1和DR2置数，数据开关的容可以用与开关对应的指示灯来观察，灯亮表示开关量为“1”，灯灭表示开关量为“0”。以向DR1中置入11000001（C1H）和向DR2中置入01000011（43H）为例，具体操作步骤如下：首先使各个控制电平的初始状态为：CLR=1，LDDR1=0，LDDR2=0，ALU_G=1，SW_G=1，S3 S2 S1 S0 M CN=111111，并将CONTROL UNIT的开关SP05打在“NORM”状态，然后按下图所示步骤进行。

控制工程基础实验指导书(答案)

控制工程基础实验指导书 自控原理实验室编印

（内部教材）

实验项目名称: （所属课 程: 院系: 专业班级: 姓名: 学号: 实验日期: 实验地点: 合作者: 指导教师: 本实验项目成绩: 教师签字: 日期: （以下为实验报告正文） 、实验目的 简述本实验要达到的目的。目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。 二、实验仪器设备 列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。 三、实验内容 简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。 四、实验步骤 简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。 五、实验结果

给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。 六、讨论 分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。 七、参考文献 列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资 料。 格式如下 作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码

实验一控制系统典型环节的模拟、实验目的 、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法; 、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性; 、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。 二、实验仪器 、控制理论电子模拟实验箱一台; 、超低频慢扫描数字存储示波器一台; 、数字万用表一只;

、各种长度联接导线。 三、实验原理 运放反馈连接 基于图中点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 、比例环节 实验模拟电路见图所示 U i R i U o 接示波器 以运算放大器为核心元件，由其不同的输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图所示。图中和为复数阻抗，它们都是构成。 Z2 Z1 Ui ,— U o 接示波器 得:

《控制系统CAD》实验指导书

《控制系统CAD及仿真》实验指导书 自动化学院 自动化系

实验一SIMULINK 基础与应用 一、 实验目的 1、熟悉并掌握Simulink 系统的界面、菜单、工具栏按钮的操作方法； 2、掌握查找Simulink 系统功能模块的分类及其用途，熟悉Simulink 系统功能模块的操作方法； 3、掌握Simulink 常用模块的内部参数设置与修改的操作方法； 4、掌握建立子系统和封装子系统的方法。 二、 实验内容： 1. 单位负反馈系统的开环传递函数为： 1000 ()(0.11)(0.0011) G s s s s = ++ 应用Simulink 仿真系统的阶跃响应曲线。 2．PID 控制器在工程应用中的数学模型为： 1 ()(1)()d p i d T s U s K E s T s T s N =+ + 其中采用了一阶环节来近似纯微分动作，为保证有良好的微分近似效果，一般选10N ≥。试建立PID 控制器的Simulink 模型并建立子系统。 三、 预习要求： 利用所学知识，编写实验程序，并写在预习报告上。

实验二 控制系统分析 一、 实验目的 1、掌握如何使用Matlab 进行系统的时域分析 2、掌握如何使用Matlab 进行系统的频域分析 3、掌握如何使用Matlab 进行系统的根轨迹分析 4、掌握如何使用Matlab 进行系统的稳定性分析 5、掌握如何使用Matlab 进行系统的能观测性、能控性分析 二、 实验内容： 1、时域分析 （1）根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并在图上读标注出峰值，求出系统 的性能指标。 8 106) 65(5)(2 32+++++=s s s s s s G （2）已知两个线性定常连续系统的传递函数分别为1G (s)和2G (s)，绘制它们的单位脉冲响 应曲线。 4 5104 2)(2 321+++++=s s s s s s G ， 27223)(22+++=s s s s G （3）已知线性定常系统的状态空间模型和初始条件，绘制其零输入响应曲线。 ?? ??????????--=????? ???? ???212107814.07814.05572.0x x x x []?? ????=214493 .69691.1x x y ??? ???=01)0(x 2、频域分析 设线性定常连续系统的传递函数分别为1G (s)、2G (s)和3G (s)，将它们的Bode 图绘制在一张图中。 151)(1+= s s G ，4 53.0)(22++=s s s G ，16.0)(3 +=s s G 3、根轨迹分析 根据下面负反馈系统的开环传递函数，绘制系统根轨迹，并分析系统稳定 的K 值范围。 ) 2)(1()()(++= s s s K s H s G

过程控制系统课程设计报告报告实验报告

成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称：单容水箱液位过程控制 班级：2011级自动化过程控制方向 姓名： 学号：

目录 前言 一．过程控制概述 (2) 二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三．系统组成与工作原理 (5) （一）外部组成 (5) （二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) （三）其它模块和功能 (8) 四．调试过程 (9) （一）P调节 (9) （二）PI调节 (10) （三）PID调节 (11) 五．心得体会 (13)

前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。 其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。 第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。

控制工程基础实验指导书(答案) 2..

实验二二阶系统的瞬态响应分析 一、实验目的 1、熟悉二阶模拟系统的组成。 2、研究二阶系统分别工作在ξ=1，0<ξ<1，和ξ> 1三种状态下的单 位阶跃响应。 3、分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量σP、峰值时间tp和调 整时间ts。 4、研究系统在不同K值时对斜坡输入的稳态跟踪误差。 5、学会使用Matlab软件来仿真二阶系统，并观察结果。 二、实验仪器 1、控制理论电子模拟实验箱一台； 2、超低频慢扫描数字存储示波器一台； 3、数字万用表一只； 4、各种长度联接导线。 三、实验原理 图2-1为二阶系统的原理方框图，图2-2为其模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成，图中K=R2/R1，T1=R2C1，T2=R3C2。 图2-1 二阶系统原理框图

图2-1 二阶系统的模拟电路 由图2-2求得二阶系统的闭环传递函 12 22 122112 /() (1)()/O i K TT U S K U S TT S T S K S T S K TT ==++++ :而二阶系统标准传递函数为 (1)(2), 对比式和式得 n ωξ== 12 T 0.2 , T 0.5 , n S S ωξ====若令则。调节开环增益K 值，不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率ωn 和ξ的值，可以得到过阻尼(ξ>1)、 临界阻尼（ξ=1）和欠阻尼（ξ<1）三种情况下的阶跃响应曲线。 （1）当K >0.625， 0 < ξ < 1，系统处在欠阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为： 图2-3 0 < ξ < 1时的阶跃响应曲线 （2）当K =0.625时，ξ=1，系统处在临界阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为： 如图2-4为二阶系统工作临界阻尼时的单位响应曲线。 (2) +2+=222n n n S S )S (G ωξω ω1 ()1sin( ) (3) 2-3n t o d d u t t tg ξωωωω--=+=式中图为二阶系统在欠阻尼状态下的单位阶跃响应曲线 e t n o n t t u ωω-+-=)1(1)(

PLC控制系统实验指导书(三菱)(精)

电气与可编程控制器实验指导书 实验课是整个教学过程的—个重要环节.实验是培养学生独立工作能力,使用所学理解决实际问题、巩固基本理论并获得实践技能的重要手段。 一 LC控制系统实验的目的和任务实验目的 1.进行实验基本技能的训练。 2.巩固、加深并扩大所学的基本理论知识,培养解决实际问题的能。 3.培养实事求是、严肃认真,细致踏实的科学作风和良好的实验习惯。为将来从事生产和科学实验打下必要的基础。 4.直观察常用电器的结构。了解其规格和用途,学会正确选择电器的方法。 5.掌握继电器、接触器控制线路的基本环节。 6.初步掌握可编程序控制器的使用方法及程序编制与调试方法。 应以严肃认真的精神,实事求是的态度。踏实细致的作风对待实验课,并在实验课中注意培养自己的独立工作能力和创新精神 二实验方法 做一个实验大致可分为三个阶段,即实验前的准备;进行实验;实验后的数据处理、分及写出实验报告。 1.实验前的准备 实验前应认真阅读实验指导书。明确实验目的、要求、内容、步骤,并复习有关理论知识,在实验前要能记住有关线路和实验步骤。 进入实验室后,不要急于联接线路,应先检查实验所用的电器、仪表、设备是否良好,了解各种电器的结构、工作原理、型号规格,熟悉仪器设备的技术性能和使用

方法,并合理选用仪表及其量程。发现实验设备有故障时,应立即请指导教师检查处理,以保证实验顺利进行。 2. 联接实验电路 接线前合理安排电器、仪表的位置,通常以便于操作和观测读数为原则。各电器相互间距离应适当,以联线整齐美观并便于检查为准。主令控制电器应安装在便于操作的位置。联接导线的截面积应按回路电流大小合理选用,其长度要适当。每个联接点联接线不得多余两根。电器接点上垫片为“瓦片式”时,联接导线只需要去掉绝缘层,导体部分直接插入即可,当垫片为圆形时,导体部分需要顺时针方向打圆圈,然后将螺钉拧紧,下允许有松脱或接触不良的情况,以免通电后产生火花或断路现象。联接导线裸露部分不宜过长。以免相邻两相间造成短路,产生不必要的故障。 联接电路完成后,应全面检查,认为无误后,请指导老师检查后,方可通电实验。 在接线中,要掌握一般的控制规律,例如先串联后并联;先主电路后控制电路;先控制接点,后保护接点,最后接控制线圈等。 3.观察与记录 观察实验中各种现象或记录实验数据是整个实验过程中最主要的步骤,必须认真对待。 进行特性实验时,应注意仪表极性及量程。检测数据时,在特性曲线弯曲部分应多选几个点,而在线性部分时则可少取几个点。 进行控制电路实验时。应有目的地操作主令电器,观察电器的动作情况。进一理解电路工作原理。若出现不正常现象时,应立即断开电源,检查分析,排除故障后继续实验。 注意:运用万用表检查线路故障时,一般在断电情况下,采用电阻档检测故障点;在通电情况下,检测故障点时,应用电压档测量(注意电压性质和量程;此外,还要注意

过程控制系统仿真实验指导

过程控制系统Matlab/Simulink 仿真实验 实验一 过程控制系统建模 ............................................................................................................. 1 实验二 PID 控制 ............................................................................................................................. 2 实验三 串级控制 ............................................................................................................................. 6 实验四 比值控制 ........................................................................................................................... 13 实验五 解耦控制系统 . (19) 实验一 过程控制系统建模 指导内容：（略） 作业题目一： 常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。 作业题目二： 某二阶系统的模型为2 () 22 2n G s s s n n ?ζ??= ++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ?两个参数。试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶 系统的理解，分别进行下列仿真： （1）2n ?=不变时，ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线； （2）0.8ζ=不变时，n ?分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。

计算机组成原理虚拟实验指导书

计算机组成原理实验指导书 (虚拟实验系统)

实验1 1位全加器 ?实验目的 ?掌握全加器的原理及其设计方法。 ?熟悉组成原理虚拟教学平台的使用。 ?实验设备 与非门（3片）、异或门（2片）、开关若干、指示灯若干 ?实验原理 1位二进制加法器单元有三个输入量：两个二进制数Ai，Bi和低位传来的进位信号Ci，两个输出量：本位和输出Si以及向高位的进位输出C(i+1)，这种考虑了全部三个输入量的加法单元称为全加器。来实验要求利用基本门搭建一个全加器，并完成全加器真值表。 ?实验步骤 各门电路芯片引脚显示于组件信息栏。 1. 测从组件信息栏中添加所需组件到实验流程面板中，按照图1.1所示搭建实验。 图1.1 组合逻辑电路实验流程图

2. 打开电源开关，按表1设置开关的值，完成表1-1。 表1-1 实验2 算术逻辑运算实验 ?实验目的 ?了解运算器的组成结构 ?掌握运算器的工作原理 ?掌握简单运算器的组成以及数据传送通路 ?验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能 ?实验设备 74LS181（2片）,74LS273(2片), 74LS245(2片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片 ?实验原理 实验中所用的运算器数据通路图如图2.1所示，实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。 ?74LS181：完成加法运算 ?74LS273：输入端接数据开关，输出端181。在收到上升沿的时钟信号前181和其 输出数据线之间是隔断的。在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181， 同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。因此，通过增加该芯片，可以通 过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一组输出数据线传输到181 芯片的不同引脚之中 ?74LS245：相当于181的输出和数据显示灯泡组件之间的一个开关，在开始实验后

《控制系统计算机仿真》实验指导书

实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法； 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （2）矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' （4）使用冒号选出指定元素 已知：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素； （5）方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 （2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π] （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π] 5、基本绘图控制 绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求： （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件：计算1+2+?+n<2000时的最大n值； （2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。

过程控制系统实验指导书解析

过程控制系统实验指导书 王永昌 西安交通大学自动化系 2015.3

实验一先进智能仪表控制实验 一、实验目的 1．学习YS—170、YS—1700等仪表的使用； 2．掌握控制系统中PID参数的整定方法； 3．熟悉Smith补偿算法。 二、实验内容 1．熟悉YS-1700单回路调节器与编程器的操作方法与步骤，用图形编程器编写简单的PID仿真程序； 2．重点进行Smith补偿器法改善大滞后对象的控制仿真实验； 3．设置SV与仿真参数，对PID参数进行整定，观察仿真结果，记录数据。 4．了解单回路控制，串级控制及顺序控制的概念，组成方式。 三、实验原理 1、YS—1700介绍 YS1700 产于日本横河公司，是一款用于过程控制的指示调节器，除了具有YS170一样的功能外，还带有可编程运算功能和2回路控制模式，可用于构建小规模的控制系统。其外形图如下： YS1700 是一款带有模拟和顺序逻辑运算的智能调节器，可以使用简单的语言对过程控制进行编程（当然，也可不使用编程模式）。高清晰的LCD提供了4种模拟类型操作面板和方便的双回路显示，简单地按前面板键就可进行操作。能在一个屏幕上对串级或两个独立的回路进行操作。标准配置I/O状态显示、预置PID控制、趋势、MV后备手动输出等功能，并且可选择是否通信及直接接收热偶、热阻等现场信号。对YS1700编程可直接在PC机上完成。

SLPC内的控制模块有三种功能结构，可用来组成不同类型的控制回路：（1）基本控制模块BSC，内含1个调节单元CNT1，相当于模拟仪表中的l台PID调节器，可用来组成各种单回路调节系统。 （2）串级控制模块CSC，内含2个互相串联的调节单元CNTl、CNT2，可组成串级调节系统。 （3）选择控制模块SSC，内含2个并联的调节单元CNTl、CNT2和1个单刀三掷切换开关CNT3，可组成选择控制系统。 当YS1700处于不同类型的控制模式时，其内部模块连接关系可以表示如下：（1）、单回路控制模式

单回路控制系统实验过程控制实验指导书模板

单回路控制系统实验 单回路控制系统概述 实验三单容水箱液位定值控制实验 实验四双容水箱液位定值控制实验 实验五锅炉内胆静( 动) 态水温定值控制实验 实验三 实验项目名称: 单容液位定值控制系统 实验项目性质: 综合型实验 所属课程名称: 过程控制系统 实验计划学时: 2学时 一、实验目的 1．了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2．掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4．了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验内容和( 原理) 要求 本实验系统结构图和方框图如图3-4所示。被控量为中水箱( 也可采用上水箱或下水箱) 的液位高度, 实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反

馈信号, 在与给定量比较后的差值经过调节器控制电动调节阀的开度, 以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制, 系统的调节器应为PI或PID控制。 三、实验主要仪器设备和材料 1．实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个; 2．SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根; 3．SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。 四、实验方法、步骤及结果测试 本实验选择中水箱作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水量, 然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全开, 将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度, 其余阀门均关闭。 具体实验内容与步骤按二种方案分别叙述。 ( 一) 、智能仪表控制 1．按照图3-5连接实验系统。将”LT2中水箱液位”钮子开关拨到”ON”的位置。

计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书(详)

计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书实验一、单容水箱液位PID整定实验 一、实验目的 1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。 3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。 二、实验设备 AE2000A型过程控制实验装置、JX-300X DCS控制系统、万用表、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、网线1根、24芯通讯电缆1根。 三、实验原理 图2-15为单回路水箱液位控制系统 单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用SUPCON JX-300X DCS控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。但是，并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质，对于容量滞后不大，微分作用的效果并不明显，而对噪声敏感的流量系统，加入微分作用后，反而使流量品质变坏。对于我们的实验系统，在单位阶跃作用下，P、PI、PID调节系统的阶跃响应分别如图2-16中的曲线①、②、③所示。 图2-16 P、PI和PID调节的阶跃响应曲线

计算机组成原理实验

计算机组成原理上机实验指导

一、实验准备和实验注意事项 1．本课程实验使用专门的TDN-CM++计算机组成原理教学实验设备，使用前后均应仔细检查主机板，防止导线、元件等物品落入装置内导致线路短路、元件损坏。 2．完成本实验的方法是先找到实验板上相应的丝印字及其对应的引出排针，将排针用电缆线连接起来，连接时要注意电缆线的方向，不能反向连接；如果实验装置中引出排针上已表明两针相连，表明两根引出线内部已经连接起来，此时可以只使用一根线连接。 3．为了弄清计算机各部件的工作原理，前面几个实验的控制信号由开关单元“SWITCH UNIT”模拟输入；只有在模型机实验中才真正由控制器对指令译码产生控制信号。在每个实验开始时需将所有的开关置为初始状态“1”。 4．本实验装置的发光二极管的指示灯亮时表示信号为“0”，灯灭时表示信号为“1”。 5．实验接线图中带有圆圈的连线为实验中要接的线。 6．电源关闭后，不能立即重新开启，关闭与重启之间至少应有30秒间隔。 7．电源线应放置在机内专用线盒中。 8．保证设备的整洁。

二、实验设备的数据通路结构 利用本实验装置构造的模型机的数据通路结构框图如下图。其中各单元内部已经连接好，单元之间可能已经连接好，其它一些单元之间的连线需要根据实验目的用排线连接。 图0-2 模型机数据通路结构框图

实验一运算器实验：算术逻辑运算实验 一．实验目的 1．了解运算器的组成结构； 2．掌握运算器的工作原理； 3．掌握简单运算器的数据传送通路。 4．验证运算功能发生器(74LSl81)的组合功能。 二．实验设备 TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 三．实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-l所示。其中两片74LSl81以串行方式构成8位字长的ALU，ALU的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连。三态门由ALU-B控制，控制运算器运算的结果能否送往总线，低电平有效。 为实现双操作数的运算，ALU的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2(由74LS273实现)锁存数据。要将数据总线上的数据锁存到DR1、DR2中，锁存器的控制端LDDR1和LDDR2必须为高电平，同时由T4脉冲到来。 数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据，经过三态门(74LS245)后送入数据总线，三态门由SW-B控制，低电平有效。数据显示灯(“BUS UNIT”)已和数据总线相连，用来显示数据总线上的内容。 图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同，不再说明)，其中除T4为脉冲信号外，其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W／R UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W／R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 ALU运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B均由“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDRl、LDDR2为高电平有效。 对单总线数据通路，需要分时共享总线，每一时刻只能由一组数据送往总线。

控制工程-实验指导书-修订版

《控制工程基础》实验指导书常熟理工学院机械工程学院 2009.9

目录 1.MATLAB时域分析实验 (2) 2.MATLAB频域分析实验 (4) 3.Matlab校正环节仿真实验 (8) 4.附录：Matlab基础知识 (14)

实验1 MATLAB 时域分析实验 一、实验目的 1． 利用MATLAB 进行时域分析和仿真。 要求：(1)计算连续系统的时域响应（单位脉冲输入，单位阶跃输入，任意输入）。 2．掌握Matlab 系统分析函数impulse 、step 、lsim 、roots 、pzmap 的应用。 二、实验内容 1．已知某高阶系统的传递函数为 ()265432 220501584223309240100 s s G s s s s s s s ++=++++++，试求该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位速度响应和单位加速度响应。 MATLAB 计算程序 num=[2 20 50]; den=[1 15 84 223 309 240 100]; t= (0: 0.1: 20); figure (1); impulse (num,den,t); %Impulse Response figure (2); step(num,den,t);%Step Response figure (3); u1=(t); %Ramp.Input hold on; plot(t,u1); lsim(num,den,u1,t); %Ramp. Response gtext(‘t’); figure (4); u2=(t.*t/2);%Acce.Input u2=(0.5*(t.*t)) hold on; plot(t,u2); lsim(num,den,u2,t);%Acce. Response

计算机组成原理实验指导书

计算机组成原理 实验报告 学号： 姓名： 提交日期： 成绩： 计算机组成原理实验报告 Computer Organization Lab Reports ______________________________________________________________________________ 班级： ____ 姓名：____学号：_____ 实验日期：____

一．实验目的 1. 熟悉Dais-CMX16+达爱思教仪的各部分功能和使用方法。 2. 掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。了解运算器的工作原理。 3. 完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。 ______________________________________________________________________________二．实验环境 Dais-CMX16+达爱思教仪 ______________________________________________________________________________三．实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出经过2片74LS245三态门与数据总线相连，2个运算寄存器AX、BX的数据输入端分别由4个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。 图1-1 运算器数据通路 图1-1中，AXW、BXW在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产生的负脉冲把总线上的数据打入，实现AXW、BXW写入操作。 表1-1 ALU运算器编码表 算术运算逻辑运算 M M13 M12 M11 功能M M13 M12 M11 功能 M S2 S1 S0 M S2 S1 S0 0 0 0 0 A+B+C 1 0 0 0 读B 0 0 0 1 A—B —C 1 0 0 1 非A 0 0 1 0 RLC 1 0 1 0 A-1

机械控制工程基础实验指导书

机械控制工程基础实验 指导书 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

河南机电高等专科学校《机械控制工程基础》 实验指导书 专业：机械制造与自动化、起重运输机械设计与制造等 机械制造与自动化教研室编 2012年12月

目录

实验任务和要求 一、自动控制理论实验的任务 自动控制理论实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是： 1、通过实验进一步了解和掌握自动控制理论的基本概 念、控制系统的分析方法和设计方法； 2、重点学习如何利用MATLAB工具解决实际工程问题和 计算机实践问题； 3、提高应用计算机的能力及水平。 二、实验设备 1、计算机 2、MATLAB软件 三、对参加实验学生的要求 1、阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目的，了解内容和方法。 2、按实验指导书要求进行操作；在实验中注意观察，记录有关数据和图 像，并由指导教师复查后才能结束实验。 3、实验后关闭电脑，整理实验桌子，恢复到实验前的情况。 4、认真写实验报告，按规定格式做出图表、曲线、并分析实验结果。字迹 要清楚，画曲线要用坐标纸，结论要明确。 5、爱护实验设备，遵守实验室纪律。 实验模块一 MATLAB基础实验 ——MATLAB环境下控制系统数学模型的建立 一、预备知识 的简介

MATLAB为矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，由美国MathWorks公司出品的商业数学软件。主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 来源：20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler 为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由 Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。 地位：和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，在数学类科技应用软件中，在数值计算方面首屈一指。 功能：矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。 应用范围：工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 图1-1 MATLAB图形处理示例 的工作环境 启动MATLAB，显示的窗口如下图所示。 MATLAB的工作环境包括菜单栏、工具栏以及命令运行窗口区、工作变量区、历史指令区、当前目录窗口和M文件窗口。 (1)菜单栏用于完成基本的文件输入、编辑、显示、MATLAB工作环境交互性设置等操作。 (2)命令运行窗口“Command Window”是用户与MATLAB交互的主窗口。窗口中的符号“》”表示MATLAB已准备好，正等待用户输入命令。用户可以在“》”提示符后面输入命令，实现计算或绘图功能。 说明：用户只要单击窗口分离键，即可独立打开命令窗口，而选中命令窗口中Desktop菜单的“Dock Command Window”子菜单又可让命令窗口返回桌面（MATLAB桌面的其他窗口也具有同样的操作功能）；在命令窗口中，可使用方向

计算机组成原理实验指导书

计算机组成原理实验指导书 山东财经大学

第一节计算机组成原理常用部件实验 一、实验目的 1、掌握计算机组成原理常用部件的结构原理。 2、掌握常用部件的设计过程。 3、熟悉常用部件的功能与应用。 4、掌握常用部件的测试方法。 5、熟悉组成原理实验台和图形输入法软件的使用方法。 二、计算机组成原理中的常用部件 计算机组成原理中的常用部件通常指的是：加法器、数据选择器、译码器、寄存器和计数器等，这些常用部件均为运算器、总线、控制器、存储系统及数据通路的组成部分。熟练掌握常用部件对后续实验将有极大帮助。 三、实验系统置分调模式时，ispLSI1032E的输入、输出资源连接示意图 图1为本实验系统中ispLSI1032E的输入输出资源连接示意图。 ●输入开关：K15－8和K7－0共2组； ●发光管显示：LED15－8、LED7－0共2组； ●时钟脉冲：连续时钟和单脉冲2个； ●复位输入：RET2为ispLSI1032E的复位输入按键。 凡实验系统置分调模式时，以上输入、输出资源可任意编程使用。 图1 ispLSI1032E与输入、输出资源的连接示意图 四、常用部件实验 实验1 数据选择器 1、实验内容及说明 数据选择器是指从多路数据输入中选择一路作为输出，本实验要求设计一个三选一的数据选择器。图2所示为三路数据选择器的框图，图中：A= a3a2a1a0，B=b3b2b1b0，C=c3c2c1c0，E=e3e2e1e0。

2、实验步骤 （1）原理图输入：根据图3电路，采用图形输入法在计算机上完成实验电路的原理图输入。 （2）管脚定义：根据图1中的管脚连接示意图完成原理图中输入、输出管脚的定义。 其中a3a2a1a0定义在k15－k12(33－30)，b3b2b1b0定义在k11－k8(29－26)，c3c2c1c0定义在k7－k4(60－57)，e3e2e1e0定义在LED3－LED0（79－76）。 图3 数据选择器原理图 （3）原理图编译、适配和下载：将实验系统中的模式开关（K23）置于分调模式；在图形输入软件环境中选择ispLSI1032E器件，进行原理图的编译和适配，无误后完成下载。 （4）数据选择器的调试：使用输入开关在数据选择器输入端预置任意数值，然后使AE、BE、CE 分别有效（高电平有效，即开关向上），观察输出E的值是否和相应的输入值相同。 （5）生成元件符号，以备以后使用。 实验2 寄存器 1、实验内容及说明 本实验要求设计一个8位的寄存器，其中d7—d0、q7—q0分别为寄存器的输入和输出，cp为寄存器的时钟脉冲。 图4为8位寄存器的框图。 图5电路为8位寄存器的线路原理图。

哈工大_机电系统控制基础实验_指导书

前言 《机电系统控制基础》既是一门理论性较强、又紧密联系工程实际的实践性较强的课程，本课程的重点在于培养学生对机电系统进行建模、分析与控制的能力。难点在于如何使机电类专业的学生结合工程实际，特别是结合机械工程实际，从整体分析系统的动态行为，理解和掌握略显深奥、难懂的经典控制理论，并应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决机械工程中的实际问题。 通过实验教学环节使学生验证课堂教学的理论，使学生能够建立机电系统控制的整体概念，加深对经典控制论中基本概念和基本方法的理解，并掌握其在分析、研究和解决实际机械工程控制问题中的应用。通过三方面的实验：原理性仿真实验，面向机电系统中典型物理对象/系统的特性测试与分析实验，和典型机电系统的控制三方面实验。将所学的课程内容融会贯通，培养学生分析和解决问题的能力。

1 机电系统控制基础原理性仿真实验 1.1 实验目的 通过仿真实验，掌握在典型激励作用下典型机电控制系统的时间响应特性，分析系统开环增益、系统阻尼、系统刚度、负载、无阻尼自振频率等机电参数对响应、超调量、峰值时间、调整时间、以及稳态跟踪误差的影响；掌握系统开环传递函数的各参数辨识方法，最后，学会使用matlab软件对机电系统进行仿真，加深理解系统动态响应特性与系统各参数的关系。 1.2系统典型输入的响应实验 1.2.1 实验原理 1．一阶系统的单位脉冲响应 惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink实现图，如图1-1所示 (a)可观测到输出曲线 (b)输入、输出曲线均可观测到 图1-1惯性环节（一阶系统）单位脉冲响应simulink实现图 2．一阶系统的单位阶跃响应 一阶系统的单位阶跃响应simulink实现图如图1-2所示。

自动控制原理实验指导书(2017-2018-1)

自动控制原理实验指导书 王娜编写 电气工程与自动化学院 自动化系 2017年11月 实验一控制系统的时域分析

[实验目的] 1、熟悉并掌握Matlab 操作环境和基本方法，如数据表示、绘图等命令； 2、掌握控制信号的拉氏变换与反变换laplace 和ilaplace ，控制系统生成模型的常用函数命令sys=tf(num,den)，会绘制单位阶跃、脉冲响应曲线； 3、会构造控制系统的传递函数、会利用matlab 函数求取系统闭环特征根； 4、会分析控制系统中n ζω， 对系统阶跃、脉冲响应的影响。 [实验内容及步骤] 1、矩阵运算 a) 构建矩阵：A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 解： >> A=[1 2;3 4] A = 1 2 3 4 >>B=[5 5;7 8] B = 5 5 7 8 b) 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ，求矩阵A 的特征值、特征多项式和特征向量. 解：>> A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4]; >> [V ,D]=eig(A) V = 0.4181 -0.4579 - 0.3096i -0.4579 + 0.3096i -0.6044 0.6211 -0.1757 + 0.2740i -0.1757 - 0.2740i 0.0504 0.5524 0.7474 0.7474 -0.2826 0.3665 -0.1592 - 0.0675i -0.1592 + 0.0675i 0.7432 D = 13.0527 0 0 0 0 -4.1671 + 1.9663i 0 0 0 0 -4.1671 - 1.9663i 0 0 0 0 2.1815 >> p=poly(A) p = -6.9000 -77.2600 -86.1300 604.5500 2. 基本绘图命令 a) 绘制余弦曲线y=cos(x)，x ∈[0，2π] 解：>> x=linspace(0,2*pi); >> y=cos(x); >> plot(x,y)