基于数字伺服控制原理实验系统

研制了数字伺服控制原理实验系统,该系统采用计算机作为上位机,软件由Visual C++6.0编写,由下位机PLC传达控制命令,驱动硬件电路,最终驱动直流电机工作。系统根据设定值驱动电机工作,带动工作台移动,系统实时采集数据,描绘实验曲线,以反映不同控制方式及控制参数下实际值和设定值之间的关系,从而加深学生对相关知识的理解。该系统可进行伺服系统全方面的实验,实验参数及实验项目可自由选择。     

基于任务驱动的岩石物理课程综合性实验教学设计——以岩石热物理参数测定为例

为了提升岩石物理课程的实验教学效果,基于科研成果的认识,在任务驱动教学模式下,将研究思维融入岩石物理课程综合性实验教学设计。让学生自主完成实验,引导学生对实验数据分析,发挥学生的学习能动性,培养学生分析解决问题的能力、实践能力、团队协作能力,从而激发学生的科研创新意识。根据教学条件,设计了岩石热物理参数测定的综合性实验,该实验内容涉及多方面,不仅检验了学生对前期实验项目掌握程度,也能加深学生对岩石热物理参数的认识,更能帮助学生深度理解岩石热物理参数与其他岩石物理参数间的变化规律。     

PID温控实验平台的设计与应用

本文设计了基于STC89C52单片机的温度控制系统。开发了PC机测控软件,通过串口通信实时对实验平台发送PID参数、PID控量、PWM周期、目标温度等控制参数,实时采集并保存来自实验平台的温度数据,并做出温度曲线。该平台经过实验验证取得了较为满意的控制效果,可以帮助学生更好地理解和灵活掌握PID控制理论,提高学生的综合能力和创新能力。     

基于Synchro 10的交通管理与控制探索性实验设计

基于Synchro 10设计了交通管理与控制课程中信号控制探索性实验,实验内容包括交叉口模型构建、进口道布局方案设计、信号配时方案设计、信号控制优化及结果分析等。学生需要反复实验以得到最优控制方案。实验教学结果表明,该探索性实验不仅有利于学生掌握软件的操作、深入理解信号控制机理,而且培养了学生使用现代化工具分析交通管理与控制问题的能力。     

现代控制理论课程实验的对比教学法

针对现代控制理论课程实验教学内容复杂、实验方法单一及学生兴趣不浓等问题,以状态观测器设计实验为例,探讨对比教学法的应用。教学实践表明,对比教学法不仅能有效加深学生对理论知识的理解,激发学生的学习兴趣,而且能为学生提供不同的实验方法,同时锻炼了学生实物实验和仿真实验的能力。     

应用SPWM调制PI控制的逆变电源综合实验

太阳能在生活中运用越来越广泛,为了加深学生对太阳能转换为交流电原理的理解,设计了SPWM调制PI控制的单相逆变电源综合实验课程。详细介绍了单相逆变电源拓扑结构、驱动电路的搭建、LC滤波参数计算与选择,通过采样输出电压计算有效值,进而采用PI闭环控制,观察输出波形,确定PI调节系数,实现恒压输出。实验测试结果表明该设计满足逆变电源的基本要求,实现了逆变电源PI控制,使得输出电压波形更稳定、平滑。该综合实验加深了学生对所学知识的理解,培养了学生发现问题和解决问题的能力。     

基于MATLAB GUI的Ziegler-Nichols PID参数整定仿真系统

PID控制器的设计是"自动控制原理"课程的重要内容,Ziegler-Nichols法是一种典型的PID控制参数整定方法。该方法中比例系数K、时间常数T、延迟时间τ的确定是关键,其值可通过开环单位阶跃响应曲线的拐点及切线分析获得,拐点及切线从图形直接观察分析不够准确、快速。通过Matlab GUI仿真,实现了参数K、T和τ的直接获取,拐点及切线的绘制,PID整定参数的计算及对应单位阶跃响应曲线的显示。该仿真系统操作方便、能够直观快速地获取参数、节省了大量的分析和计算时间。该仿真系统可用于"自动控制原理"课程教学和实验教学,有助于学生对Ziegler-Nichols法的理解,提高学生的分析和设计能力。     

基于MATLAB的《现代控制理论》课程的实验设计

根据现代控制理论课程的特点,提出并利用MATLAB设计了现代控制理论课程的实验,给出了设计的每个实验的主要内容及使用到的MATLAB函数,并对其中的一个实验作了详细说明。通过这些实验,将有助于学生理解理论知识,学习利用MATLAB解决现代控制理论问题。     

垂直欠驱动TORA系统的仿真实验

根据垂直欠驱动TORA系统的动力学方程,建立仿真模型。设计了高通滤波器,通过对小球的角度进行高通滤波,来获取小球的伪角速度。通过小球的角度反馈进行TORA系统的PD控制。采用Matlab/Simulink软件设计了TORA系统的仿真实验系统。最后,对仿真的结果进行了分析。该仿真实验能够加深学生对欠驱动系统的理论、仿真和控制等内容的理解,有利于培养学生的实际编程能力,激发他们的学习兴趣。     

基于LabVIEW的数字伺服原理实验系统

基于LabVIEW软件平台和简单硬件,研制了数字伺服原理实验系统。系统运用LabVIEW软件编制人机界面用于描绘实验曲线、控制参数设定和进行运算,数据采集卡采集传感器信号的同时输出PWM控制信号,此控制信号通过直流电动机驱动电路实现直流电动机的运动控制,编码器和电流传感器实时生成电流和速度信号并被采集卡采集,磁粉制动器提供实验所需负载。该系统采用直流电动机加传感器方式代替伺服电动机,采用LabVIEW软件减化编程,实现伺服电动机开环、闭环、双闭环、前馈等控制,并且可以设定不同控制参数,同时可以获得各种控制模式及参数下的实时曲线,能够全方位的展现伺服控制原理。通过该实验系统,同学们可以充分了解伺服控制原理,掌握伺服电动机控制方法。