过程控制实验指导书1

《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

错误！未找到引用源。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。

错误！未找到引用源。选中[操作站]/<总貌画面>，打开总貌画面窗口（选做）。

错误！未找到引用源。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。

错误！未找到引用源。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。

错误！未找到引用源。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。错误！未找到引用源。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》)。

错误！未找到引用源。选中[操作站]/<报表>菜单项，进入报表组态窗口（选做）。

错误！未找到引用源。选中[操作站]/<自定义键>菜单项，进入自定义键组态窗口（选做）。错误！未找到引用源。选中[操作站]/<自定义键>菜单项，进入自定义键组态窗口（选做）。

错误！未找到引用源。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。

实验十单回路控制系统的组态与工程整定

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。

实验十一串级控制系统的组态与工程整定

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。

PLC实验指导书

PLC综合实验课题 1.总体要求： 对每一课题必须绘制运行工序图，设计的PLC控制系统包括：PLC I/O分配、控制线路图设计、梯形图设计；将设计的PLC程序利用手持式编程器送入PLC 并调试通过，符合课题提出的控制要求后，提交现场验收。 实验报告书在提交上述内容的基础上，还要讨论调试心得。 2.实验课题 课题一：小车往返运动控制 小车往返运动情况参如图1。 SQ1 SQ2SQ3 图 1 初态：小车启动前位于导轨的中部（如图1中位置）。系统运行要求如下：1）按启动按钮SB1，小车前进，到SQ1处停车，延时5s后小车后退； 2）小车后退至SQ2处停车，延时5S后第二次前进，到SQ3处后再次后退； 3）后退至SQ2处停车。 要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。 课题二：三台电机顺序控制 三台电机顺序控制要求如下：M1运行10S 后停止，M2自行启动；M2运行5S 后停止，M3自行启动；M3运行5S后停止，M1重新自行启动运行，如此反复三次后所有电机停止运行，指示开始灯闪烁，按停车按钮指示灯闪烁停。 要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。

课题三：机械手PLC 控制 悬挂式机械手结构示意图如图3 。 图 3 SQ1 SQ4 机械手工作控制方式分手动、单步、单周期和连续控制，控制方式采用转换开关进行，（手动时X6=ON ，单步时X7=ON ，单周期X10=ON ，连续X11=ON ）。 连续操作过程如下： 机械手必须在原位（图3中A 点），按启动按钮SB1，机械手开始动作： 下降→夹紧（电磁阀得电）→上升→右行→下降→放松（电磁阀失电）→上升→左行回到原位→下降（循环执行） 连续操作过程中按停止按钮SB2，必须完成一个工作循环回到A 点后停止运行。 单周期操作：机械手在原位，按启动按钮，机械手工作一个周期后停在原位。 单步操作：机械手在原位开始，按一次启动按钮，机械手自动完成一步后自动停止，再按一次启动按钮机械手自动完成下一步后自动停止…… 手动操作是指机械手的上升/下降、右行/左行、夹紧/放松可以用按钮单独操作，工作方式采用转换开关进行选择，具体控制要求如下： X20=ON ：按住启动按钮SB1，机械手左行；按住停止按钮SB2，机械手右行； X21=ON ：按住启动按钮SB1，机械手上升；按住停止按钮SB2，机械手下降； X22=ON ：按住启动按钮SB1，机械手夹紧；按住停止按钮SB2，机械手放

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

数控插补多轴运动控制实验指导书(学生)

数控插补多轴运动控制系统解剖实验 实验学时：8 实验类型：独立授课实验 实验要求：必修 一、实验目的 1、通过本实验使学生掌握数控插补多轴控制装置的基本工作原理； 2、根据常用低压电器原理分析各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动实现的控制原理； 3、根据机电一体化产品的设计要求和设计流程进行运动控制系统的功能分析、机械结构分析、控制系统分析以及相关传感器选型等方面的设计内容。 本实验以数控插补多轴运动控制系统为具体对象，使学生掌握机电一体化产品设计和开发的技术流程和主要内容，通过运动控制系统的实现过程掌握常用电气元件识别和原理、数控插补原理、位置伺服控制系统等的设计和实现方式。 二、实验内容 1、通过数控插补多轴控制装置及其相关系统的测试和观察，分析数控插补的工作原理； 2、分析系统的功能、机械结构分析、运动关系以及相关传感器等，分析其相关的机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节等； 3、根据常用低压电器原理，分析系统各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动过程实现的控制原理，并绘制相关的控制原理图和系统连接图。 三、实验设备 1、多轴运动控制系统一套（含电控箱） 2、PC机一台 3、GT-400-SG-PCI 卡一块（插在PC机内部）

四、实验原理 该数控插补多轴运动控制系统是依据开放式数控系统原理构建的，其以通用计算机（PC）的硬件和软件为基础，采用模块化、层次化的体系结构，能通过各种形式向外提供统一应用程序接口的系统。开放式数控系统可分为 3类：（1）CNC 在 PC中；（2）PC作为前端，CNC作为后端；（3）单 PC，双 CPU平台。 本实验采用第一类，把顾高公司的 GT-400-SG-PCI 多轴运动控制卡插入PC 机的插槽中，实现电机的运动控制，完成多轴运动控制系统的控制。其优点如下：（1）成本低，采用标准 PC机；（2）开放性好，用户可自定义软件；（3）界面比传统的 CNC 友好。 图1为该系统的硬件构成图，运动平台机械本体采用模块化拼装，主要由普通PC机、电控箱、运动控制卡、伺服（步进）电机及相关软件组成。其主体由两个直线运动单元（GX系列）组成。每个GX系列直线运动单元主要包括：工作台面、滚珠丝杆、导轨、轴承座、基座等部分，其结构见图2。伺服型电控箱内装有交流伺服驱动器，开关电源，断路器，接触器，运动控制器端子板，按钮开关等。步进型电控箱则装有步进电机驱动器，开关电源，运动控制器端子板，船形开关等。 图1 数控插补多轴控制系统硬件构成

机电传动控制实验指导书(最新)

机电传动控制实验指导书 实验一、继电—接触器控制三相异步电动机 一、实验目的 1．熟悉继电—接触器断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握三相异步电动机主回路和控制回路的接线方法； 3．了解继电—接触器断续控制电路的组成 二、实验使用仪器、设备 1．DB电工实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。 三、实验要求 实现三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，才能起动M2； (3) 停车时，M2停止后，才能停M1； (4) 具有短路和过载保护； (5) 画出主电路和控制电路。 四、实验参考电路

五、实验步骤 1．按布局图要求将各元器件定位； 2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈； 4．自查并互查连接线； 5．合上电源，调试电路； 6．观察电动机的运行情况。 六、实验注意事项 1．操作前切断总电源； 2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。 七、思考题 1．熔断器与热继电器可否省去其中任何一个？为什么？2．熔断器与热继电器的规格可否随意选择？为什么？3．连接电线的规格可否随意选择？为什么？ 4．交流接触器可否带直流负载？为什么？

实验二、PLC控制三相异步电动机 一、实验目的 1．了解PLC——AC电动机断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握继电—接触器逻辑电路与PLC梯形图的转换方式； 3．熟悉PLC控制系统的接线方法； 3．了解PLC断续控制电路的组成。 二、实验使用仪器、设备 1．PLC模拟实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。 三、实验要求 实现PLC对三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，延时5分钟再可起动M2； (3) 停车时，M2停止后，延时2分钟再可停M1； (4) 主电路同实验一。 四、实验参考电路与梯形图 1．电路

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

《自动控制原理》实验指导书

自动控制原理实验指导书 池州学院 机械与电子工程系

目录 实验一、典型线性环节的模拟 (1) 实验二、二阶系统的阶跃响应 (5) 实验三、根轨迹实验 (7) 实验四、频率特性实验 (10) 实验五、控制系统设计与校正实验 ......................................... 错误！未定义书签。实验六、控制系统设计与校正计算机仿真实验...................... 错误！未定义书签。实验七、采样控制系统实验 ..................................................... 错误！未定义书签。实验八、典型非线性环节模拟 ................................................. 错误！未定义书签。实验九、非线性控制系统分析 ................................................. 错误！未定义书签。实验十、非线性系统的相平面法 ............................................. 错误！未定义书签。

实验一、典型线性环节的模拟 一、实验目的： 1、学习典型线性环节的模拟方法。 2、研究电阻、电容参数对典型线性环节阶跃响应的影响。 二、实验设备： 1、XMN-2型实验箱； 2、LZ2系列函数记录仪； 3、万用表。 三、实验内容： 1、比例环节： r(t) 方块图模拟电路 图中： i f P R R K= 分别求取R i=1M，R f=510K，（K P=0.5）； R i=1M，R f=1M，（K P=1）； R i=510K，R f=1M，（K P=2）； 时的阶跃响应曲线。 2、积分环节： r(t) 方块图模拟电路图中：T i=R i C f 分别求取R i=1M，C f=1μ，（T i=1s）； R i=1M，C f=4.7μ，（T i=4.7s）；）；

实验38三相异步电动机顺序启动控制

实验三十八三相异步电动机顺序启动控制 一、实验目的 1、通过各种不同顺序控制的接线，加深对一些特殊要求机床控制线路的了解。 2、进一步加深学生的动手能力和理解能力，使理论知识和实际经验进行有效的结合。 三、实验方法 1、三相异步电动机起动顺序控制（一）： 按图38-1接线。因每台实验装置只配一只电机和热继电器，故须用灯组负载来模拟M2，FR2不接。图中U、V、W为实验台上三相调压器的输出插孔。 (1) 将调压器手柄逆时针旋转到底，启动实验台电源，调节调压器使输出线电压为220V。 FR1 图 38-1 起动顺序控制（一）

(2) 按下SB 1，观察电机运行情况及接触器吸合情况。 (3) 保持M 1运转时按下SB 2，观察电机运转及接触器吸合情况。 (4) 在M 1和M 2都运转时，能不能单独停止M 2? (5) 按下SB 3使电机停转后，按SB 2，电机M 2是否起动？为什么？ 图38-2 起动顺序控制（二） 2、三相异步电动机起动顺序控制（二）： 本实验须将两台实验装置的配件合并才能实施。 按图38-2接线。图中U 、V 、W 为实验台上三相调压器的输出插孔。 (1) 将调压器手柄逆时针旋转到底，启动实验台电源，调节调压器使输出线电压为220V 。 (2) 按下SB 2，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (3) 再按下SB 4，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (4) 单独按下SB 3，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (5) 在M 1与M 2都运行时，按下SB 1，观察电机及各接触器运行状态。 四、讨论题 1、画出图38-1、38-2的运行原理流程图。 2、比较图38-1、38-2二种线路的不同点和各自的特点。 3、例举几个顺序控制的机床控制实例，并说明其用途。 FR

《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

现代控制理论实验指导书3-第3章[1]

实验三利用MATLAB求取状态空间模型的相似变换及其标准型、控制系统的不同状态模型实现 实验目的： 1、通过实验掌握线性系统的对角线标准型、约当标准型、模态标准型以及伴随矩阵标准型的表示及相应变换阵的求解； 2、通过编程、上机调试，掌握系统可控性和可观测性的判别方法、系统的可控性和可观测性分解等； 3、加深理解由控制系统传递函数建立能控、能观、约当标准型等不同状态模型的方法。实验原理： 一、线性系统状态空间模型的相似变换及其标准型 （1）将状态空间模型G经变换矩阵T变换为状态空间模型G1； G1=ss2ss(G,T) （2）将状态空间模型G经变换矩阵T变换为其他形式的状态空间模型G1 [G1,T]=canon(G,type) 其中，当type为'companion'、'modal'、'jordan' 时，分别将状态空间模型G变换 为伴随矩阵标准型、模态标准型、约当标准型状态空间模型G1，并得到相应的变 换矩阵T； （3）计算矩阵A的特征值及与特征值对应的对角型变换矩阵D； [V,D]=eig(A) （4）计算矩阵A变换为约当标准型J，并得到变换矩阵V； [V,J]=jordan(A) 二、线性系统可控、可观判别方法与分解 （1）构造系统的可控性判别矩阵Tc； Tc=ctrb(A,B) （2）构造系统的可观测性判别矩阵To； To=obsv(A,C) （3）求取可控Gram矩阵和可观测Gram矩阵； W=gram(G,type) 其中type为'c'时，为求取可控Gram矩阵，type为'o'时，为求取可观测Gram 矩阵。 （4）能控性分解 [Ac,Bc,Cc,Tc,Kc]=ctrbf(A,B,C) 将系统分解为可控子系统和不可控子系统，Tc是变换阵，sum(Kc)是可控状 态的数目； （5）能观测性分解

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

现代控制理论实验指导书

实验1 用MATLAB 分析状态空间模型 1、实验设备 PC 计算机1台，MATLAB 软件1套。 2、实验目的 ① 学习系统状态空间表达式的建立方法、了解系统状态空间表达式与传递函数相互转换的方法； ② 通过编程、上机调试，掌握系统状态空间表达式与传递函数相互转换方法。 3、实验原理说明 参考教材P56~59“2.7 用MA TLAB 分析状态空间模型” 4、实验步骤 ① 根据所给系统的传递函数或A 、B 、C 矩阵，依据系统的传递函数阵和状态空间表达式之间的关系式，采用MATLAB 编程。 ② 在MA TLAB 界面下调试程序，并检查是否运行正确。 题1.1 已知SISO 系统的传递函数为 243258()2639 s s g s s s s s ++=++++ （1）将其输入到MATLAB 工作空间； （2）获得系统的状态空间模型。 题1.2 已知SISO 系统的状态空间表达式为 112233010100134326x x x x u x x ????????????????=+????????????????----????????，[]123100x y x x ????=?????? （1）将其输入到MATLAB 工作空间； （2）求系统的传递函数。 实验2 利用MATLAB 求解系统的状态方程 1、实验设备 PC 计算机1台，MATLAB 软件1套。 2、实验目的 ① 学习系统齐次、非齐次状态方程求解的方法，计算矩阵指数，求状态响应； ② 通过编程、上机调试，掌握求解系统状态方程的方法，学会绘制状态响应曲线； ③ 掌握利用MATLAB 导出连续状态空间模型的离散化模型的方法。 3、实验原理说明 参考教材P99~101“3.8 利用MATLAB 求解系统的状态方程” 4、实验步骤 （1）根据所给系统的状态方程，依据系统状态方程的解的表达式，采用MA TLAB 编程。 （2）在MATLAB 界面下调试程序，并检查是否运行正确。 题2.1 已知SISO 系统的状态方程为

最新加工中心演示实验指导书

加工中心演示实验指 导书

加工中心演示实验指导书 一、实验目的 1．熟悉加工中心的安全操作规程。 2．熟悉加工中心的工作原理和结构。 3．掌握加工中心的常规操作方法，重点学习加工中心回零操作、自动换刀操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。 二、实验仪器和设备 1．XH714D 加工中心1台 2．FANUC 0i-MD 数控系统 3.气泵 三、准备材料和工具 铣刀、圆柱蜡（毛坯）、夹具（台虎钳）、毛刷、扳手、游标卡尺 四、加工中心安全操作规程 1.未经指导老师同意不得私自开机。 2.工作时要穿好工作服、女生操作机床必须戴好帽子，衣服袖口穿戴整齐。不允许戴手套操作机床，一台机床只能一个人操作。 3.请勿更改CNC系统参数或进行任何参数设定。 4.在进行数控加工中心机床操作前，应检查电压、气压、冷却、油量、润滑是否正常，油泵、油管、刀具、工装夹具等是否完好，安全保护装置是否可靠有效。 5.开机时，首先打开总电源，然后按下CNC 电源中的开启按钮，把急停按钮顺时针旋转，按下铣床复位按钮，使处于待命状态。

6.机床启动后，先进行机械回零操作，确认机械、刀具、夹具、工件、数控参数无误，方能开始正常工作。 7.回参考点前，必须检查各轴向位置，并保证全部在参考点负向50mm以上，回零时先Z向，后X、Y向操作。 8.认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否完全无误，以免自动加工时造成事故，损坏刀具及相关部件。 9.要保证预设的每把加工刀具类型及编号与刀库中的一一对应。每把刀具都要确保进行了正确的对刀操作及刀径、刀长设置。 10.在手动操作时，必须时刻注意，在进行X、Y方向移动前，必须使Z轴处于抬刀位置。移动过程中，不能只看CRT屏幕中坐标位置的变化，而要观察刀具的移动。 11.在换刀中，若发现刀库即将进入主轴，而其位置不在准停位置，可迅速按“复位”键或“急停”按钮。停止刀库试运行，刀库返回。 12.在换刀中，若发现刀库已进入主轴，绝对不允许按“复位”键或“急停”按钮，不能断电，否则将损坏刀库和机床主轴。可以按“进给保持”键暂停运行，观察刀库运行情况。 13.加工中心出现报警时，要根据报警号查找原因，及时解除报警，不可关机了事，否则开机后仍处于报警状态。 14.加工过程中，关上机床防护门，谨防意外发生。若出现意外，应及时按下急停键或迅速断电，保护现场并及时上报。 15.清理切屑时应用气枪或停下主轴后用毛刷清除，不能用其它方式清理切屑。

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

单回路控制系统实验过程控制实验指导书

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通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。 图3-4 中水箱单容液位定值控制系统

201306车辆工程专业自动控制原理实验指导书[tian]

《自动控制原理》课程实验指导书 主编田玉冬 适用专业：车辆工程 上海电机学院 2013年06月

目录 前言 (2) 实验规则 (3) 实验一典型环节的时域响应实验 (4) 实验二典型系统瞬态响应和稳定性分析实验 (6) 实验三控制系统的频率特性分析实验 (9)

前言 《自动控制原理》是车辆工程专业的一门重要的专业基础课，也是国内各院校相应专业的主干课程。 当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要有坚实的理论基础，又要有严格的工程技术训练，不断提高的实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，这就对我们实验教学提出了新的考验。自动控制原理课程的理论性较强，因此在学习本课程时，开设必要的实验，对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。 自动控制原理实验系统是为《自动控制原理》的教学实验专门研制的，是师生科研的有利工具。它具有直观、操作灵活等便于培养学生实验技能的优点，为充分发挥学生独立思考能力和主观能动性。实验指导书明确要求实验前做好有关理论计算或分析，而实验步骤通常是原则性的。实验中可能碰到的主要问题则列在思考题内以引起学生的注意。 《自动控制原理实验》是该课程的课内实验，总计6学时。本课程实验主要完成线性连续系统方面的实验共三个。实验主要以计算机为平台、以操作观察检测为主，在实验中应主要熟悉自动控制系统的时频分析，熟悉各部件的安装位置，掌握工作的原理及检测方法。在完成实验后，需写出详细的实验报告，包括实验方法、实验过程和结果、心得和体会等。

PLC对三台电动机可逆顺序启动控制实验

PL C对三台电动机可逆顺序启动控制实验 吕以全　赵　勇 (天津理工学院自动化工程系　天津:300191)Ξ 摘　要　介绍PL C专用指令——可逆寄存器微分@SFTR指令及可逆寄存器SFTR指令,完成对3台电动机可逆顺序启动带负载控制的电工技术实验。 关键词　PL C　可逆顺序启动　指令 0　引　言 PL C在电工技术实验中的一项内容是利用可逆寄存器微分@SFTR指令和可逆寄存器SFTR指令,分别完成对3台电动机可逆顺序启动控制带负载实验。通过该实验使同学们深刻了解所使用的可逆寄存器微分@SFTR指令和可逆寄存器SFTR指令的共同点都是具有控制数据左、右移动功能;而其不同处是应该注意到使用可逆寄存器SFTR指令时,要加前沿微分D IFU(013)指令而可逆寄存器微分@SFTR是不需要的。 实验所用的电动机容量为0125k W,采用直接启动。3台电动机每台可逆顺序启动的时间间隔为2秒。3台电动机首先正转顺序启动,启动结束转为正常运行。正常运行的时间定为10秒,停止时间定为5秒。3台电动机再反转顺序启动,启动结束转为正常运行。正常运行的时间定为10秒,停止时间定为5秒。实验要求按照上述顺序反复运行。 实验所使用的PL C为OM RON-CPM2A-CDR-A型机。 1　@SFTR(084)指令可逆顺序控制 111　PL C I O口设置 1)在PL C输入端00通道中设定00000为总启动按钮,00001为总停止按钮,且均为点动按钮。 2)在PL C输出端的10通道中的01000控制1#电动机;01001控制2#电动机;01002控制3#电动机。 3)按动00000总启动按钮,3台电动机可逆顺序启动;按动停止按钮00001,三台电机全部停转。112　软件程序 11211　正向电机顺序启动 (1)利用可逆寄存器指令@SFTR(084)完成对三台电动机延时顺序启动控制程序,如图1所示 。 图1　@SFTR(084)指令对三台电动机 可逆顺序启动控制梯形图 (2)按动总启动点动按钮,锁存指令KEEP (011)将I R中的04000的逻辑线圈通电并锁存。 (3)可逆寄存器微分指令@SFTR(084)利用I R 中的030CH的12逻辑线圈的通断状态,使得03012逻辑触点O FF ON,从而控制3台电动机可逆方向,即03012逻辑线圈通过计数器CN T002的逻辑常闭触点,使得03012逻辑线圈接通,03012逻辑常开触点闭合,可逆寄存器微分指令@SFTR(084)左移,三台电动机为正向顺序启动控制。 第23卷第4期2001年8月 电气电子教学学报 JOU RNAL O F EEEE V o l.23N o.4 A ug.2001 Ξ收稿日期:2001年4月4日

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

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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