自動控制原理虛擬實驗教學系統

 "自動控制原理"是電氣自動化類專業一門重要的專業基礎課,理論性非常強但又和實際應用緊密結合,其實踐教學已成為該課程教學必不可少的部分。針對《自動控制原理》課程的特點,結合學校實際教學情況,對實驗教學進行了改革與探索,通過結合LabVIEW和MATLAB二者的優勢,建立靈活的虛擬實驗室,解決了目前該課程實踐教學面臨的困難,調動了學生學習自動控制原理的積極性,提高了學生的動手實踐能力和創新能力。

實驗項目：

實驗一  典型環節及其階躍響應實驗

實驗二  二階系統的階躍響應實驗

實驗三  控制系統的穩定性分析實驗

實驗四  系統頻率特性測量實驗

實驗五  連續系統串聯校正實驗

實驗六  數字PID控制實驗

實驗七  狀態反饋與狀態觀測器實驗

實驗八  解藕控制實驗

實驗九  采樣定理驗證實驗

實驗十  非線性環節實驗

實驗十一  相軌跡實驗

實驗十二  離散系統穩定性分析

實驗十三  系統根軌跡特性測量

系統特點：

1、該系統采用典型環節模塊化結構，所有模塊化典型環節均可根據實驗要求選擇不同的參數與結構；

2、實驗系統軟件支持WINDOWS操作平臺，軟件界面友好，參數修改設置方便；免費升級到（v4.0）版；

3、實驗結果直觀且觀察方便，可使用軟件中的自動游標測量和讀數，亦可方便存儲和打印，從而提高了實驗效率；數字可調電阻電容，直觀、準確、修改方便； 

4、獨立支持“自控原理”的教學實驗，還可擴展“計算機控制技術”實驗； 

先進的虛擬儀器功能   
    系統提供了一組先進的虛擬儀器功能，為用戶創造了集控制系統設計、電路構造、系統調試和測試分析諸功能一體化的實驗環境，具有很高的性價比和極佳的教學效果。其主要性能指標如下：    
      (1) 雙蹤超低頻數字存儲示波器：具有實時測量和顯示、波形回放、游標測量、波形存貯等功能。   
      (2) 頻率特性分析儀：可顯示系統各頻率點的時域相應波形并進行分析，以半自動掃頻測量方式進行測量，測量完畢后即可產生極坐標圖和波特圖，由此顯示出系統的頻率特性，同時還具有圖形保存功能。   
      (3) X_Y測量：將兩路測量信號以X_Y坐標的形式顯示，具有波形刷新和波形存貯功能，可應用于非線性系統的實驗特性研究。

       高度可視化的源語言級集成開發環境 系統為嵌入式控制計算機配有高度可視化的源語言級集成開發環境，集控制程序開發、調試和實驗測量分析于一體，全面支持匯編及C語言源語言級的編程和調試。具有單步、跳過、斷點、連續、變量跟蹤等調試功能。

新型控制實驗教學內容   

    系統所支持的控制實驗是按照二十一世紀最新自動控制和計算機控制教學體系和內容來配備的，其內容由淺入深，層次分明，尤其是提供了多回路控制系統、模糊控制、單神經元控制這些新的實驗內容。   
    自動控制原理實驗方面，系統提供了包括線性控制系統的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及系統校正和設計等方法的實驗研究，也提供了關于線性離散系統、非線性控制系統的實驗研究內容；另外對于現代控制理論的教學，提供了狀態空間分析實驗。   
    系統提供的計算機控制實驗內容主要包括：過程通道和數據采集處理、系統的數字程序控制、數字PID閉環控制、數字調節器直接設計方法的實驗研究，還有模糊閉環控制、單神經元自適應閉環控制實驗，從而可使學生對新型智能控制算法有所了解和掌握。