10机电一体化液压实验报告

10机电一体化液压实验报告
10机电一体化液压实验报告

实验一

1、实验题目:单液压缸自动往复运动

2、实验原理:如图所示,三位四通的电磁阀1YA 、2YA分别外接PLC的Q0.0、Q0.1的输出端子;当三位四通电磁阀还没通电时,液压缸静止,开始按液压缸启动按钮SB1,液压杆开始,当运动到最左端时,Q0.0输出1YA通电时,换向阀向右移动,液压杆向右运动;当运动到最左端时,Q0.1输出2YA通电时,换向阀向左移动,液压杆向左快退运动。通过感应开关SQ1、SQ2来控制PLC程序的Q0.0、Q0.1交换输出,再控制换向阀1YA、2YA通电,使液压缸自动往复运动。

工作原理图

I/O分配表

输入输出

操作功能地址操作功能地址

启动SB1 p 向右运动0.0

停止SB2 I0.1 向左运动0.1 SQ1 I0.2

SQ2 I0.3

PLC程序

PLC外部接线:

3、实验目的:通过实验,了解液压缸的运动原理,通过PLC控制实现液压缸的自动往复运动。

4、实验内容:通过感应开关控制PLC的输入实现液压缸自动往复运动工作无杆腔进油,有杆腔回油时,杆前进;有杆腔进油,无杆腔回油时,杆快进。

5、实验步骤:1、开启液压泵,2、按启动按钮SB1,液压杆开始运动,等液压杆运动最右端,2YA通电,液压杆向左运动,当运动到最左端,1YA通电,液压杆向右运动,3、按停止按钮SB2,液压杆运动停止。

6、设备仪器:单杆活塞液压缸、三位四通电磁阀、溢流阀、节流阀、西门子PLC。

7、实验结果:单杆液压缸实现自动往复运动

实验二

1、实验题目:液压缸差动连接,实现三种速度切换

2、实验原理:如图所示,当阀1和阀3在工作(电磁铁1YA通电、3YA断电)时,液压缸形成差动连接,液压杆实现快速运动。当阀3右为工作(电磁铁3YA通电)时,差动连接即被切断,液压缸回油路经过调速阀,实现工进。当阀1切换至右工作(电磁铁2YA)时,缸快退.

工作原理图

I/O分配表

PLC程序

PLC外接线图

3、实验目的:通过多个换向阀连接回路,来实现差动连接三种速度的切换回路。

4、实验内容:差动连接速度三种速度切换,1YA通电,液压缸形成差动连接,液压杆实现快速运动, 3YA通电,差动连接即被切断,液压缸回油路经过调速阀,实现前进运动,2YA通电,液压缸实现快速退。

5、实验步骤:1、开启液压泵;2、按开关1YA通电,液压缸形成差动连接,液压杆实现快速运动;3、按开关3YA通电,差动连接即被切断,液压缸回油路经过调速阀,实现前进运动;4、按开关2YA通电,液压缸实现快速退。

6、实验仪器:单杆活塞液压缸、三位四通电磁阀、二位三通电磁阀、溢流阀、节流阀。

7、实验结果:通过切换连个换向电磁阀实现了差动连接和三种速度的切换。

实验三

1、实验题目:多缸顺序控制回路(行程控制式)

2、实验原理:如图所示,三位四通的电磁阀1YA 、1YB、2YA 、2YB分别外接PLC的Q0.1、Q0.2、Q0.

3、Q0.4的输出端子;当三位四通电磁阀还没通电时,液压缸静止,开始按液压缸启动按钮SB1,Q0.1输出1YA通电,Z1液压杆开始运动,当运动到最右端时,Q0.1输出1YA通电时,Z2液压缸开始工作,Q0.3输出2YA通电,Z2缸换向阀向右移动,液压杆向右运动;当Z2液压杆运动到最右端,Q0.3输出2YA通电时,Q0.4输出2YB通电,Z2缸换向阀向左移动,液压杆向左快退运动;当Z2液压杆运动到最左端,Q0.4输出2YB通电时,Q0.2输出1YB通电,Z1缸换向阀向左移动,液压杆向左快退运动。通过感应开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来控制PLC程序的Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4交换输出,再控制换向阀1YA、1YB、2YA、2YB通电,使液压缸自动往复运动。

工作原理图

I/O分配表

PLC程序

.

PLC外部接线:

3、实验目的:

1、通过亲自拼装,了解回路组成和性能;

2、利用现有的液压元件,拟定其他方案,并与之比较。

4、实验内容:

通过感应开关控制PLC的输入实现液压缸自动往复运动工作无杆腔进油,有杆腔回油时,杆前进;有杆腔进油,无杆腔回油时,杆快进。

5、实验步骤:

1、按照多缸顺序回路图,取出所用的液压元件;

2、将所需液压元件安装在实验台面板的合理位置,用连接管连接成实验回路;

3、把相应的电磁阀输出线与接近开关对应接入电器控制面板上;

4、放松溢流阀,启动泵,调节溢流阀所需压力(约0.8MPa).

5、认真观察回路现象,理解并掌握多缸顺序回路工作原理。

6、设备仪器:

单杆活塞液压缸(2)、三位四通电磁阀(2)、溢流阀、西门子PLC。

7、实验结果:单杆液压缸实现自动往复运动

8、思考:

1、为什么行程控制顺序回路中,要完成工况表顺序,使用四只行程开关?

2、能否通过别的PLC程序来完成这个回路的电器控制?

实验四

1、实验题目:多缸顺序控制回路(顺序阀的顺序动作回路)

2、实验原理:如图所示,三位四通的电磁阀1YA 、1YB分别外接PLC的Q0.1、Q0.2的输出端子;当三位四通电磁阀还没通电时,液压缸静止,开始按液压缸启动按钮SB1,Z1液压杆先开始,然后Z2液压杆开始运动,当Z1、Z2液压杆运动到最左端,Q0.1输出1YA通电时,Q0.2输出1YB通电,换向阀向左移动,液压杆向左运动;当运动到最左端,Q0.2输出1YB通电时,Q0.1输出1YA通电,换向阀向右移动,液压杆向左快退运动。通过感应开关SQ1、SQ2来控制PLC程序的Q0.1、Q0.2交换输出,再控制换向阀1YA、1YB通电,使液压缸自动往复运动。

工作原理图

I/O分配表

输入输出

操作功能地址操作功能地址启动SB1 p 向右运动0.0 停止SB2 I0.1 向左运动0.1 SQ1 I0.2

SQ2 I0.3

PLC程序

PLC外部接线:

3、实验目的:

1、通过亲自拼装,了解回路组成和性能;

2、利用现有的液压元件,拟定其他方案,并与之比较。

4、实验内容:通过感应开关控制PLC的输入实现液压缸自动往复运动工作无杆腔进油,有杆腔回油时,杆前进;有杆腔进油,无杆腔回油时,杆快进。

5、实验步骤:

1、按照多缸顺序回路图,取出所用的液压元件;

2、将所需液压元件安装在实验台面板的合理位置,用连接管连接成实验回路;

3、把相应的电磁阀输出线与接近开关对应接入电器控制面板上;

4、放松溢流阀,启动泵,调节溢流阀所需压力(约0.8MPa).

5、认真观察回路现象,理解并掌握多缸顺序回路工作原理。

6、设备仪器:

单杆活塞液压缸(2)、三位四通电磁阀、溢流阀(2)、西门子PLC。

7、实验结果:单杆液压缸实现自动往复运动

8、思考:

1、为什么行程控制顺序回路中,要完成工况表顺序,使用四只行程开关?

2、能否通过别的PLC程序来完成这个回路的电器控制?

实验五

1、实验题目:单缸连续往复控制回路(气动)

2、实验原理:如图所示,三位四通的电磁阀1YA 、1YB分别外接PLC的Q0.0、Q0.1的输出端子;当三位四通电磁阀还没通电时,液压缸静止,开始按液压缸启动按钮SB1,液压杆开始,当运动到最左端时,Q0.0输出1YA通电时,换向阀向左移动,液压杆向右运动;当运动到最右端时,Q0.1输出1YB通电,换向阀向右移动,液压杆向左快退运动。通过感应开关SQ1、SQ2来控制PLC程序的Q0.0、Q0.1交换输出,再控制换向阀1YA、1YB 通电,使液压缸自动往复运动。

工作原理图

I/O分配表

输入输出

操作功能地址操作功能地址启动SB1 p 向右运动0.0 停止SB2 I0.1 向左运动0.1 SQ1 I0.2

SQ2 I0.3

PLC程序

PLC外部接线:

3、实验目的:通过实验,了解气动的运动原理,通过PLC控制实现液压缸的自动往复运动。

4、实验内容:通过感应开关控制PLC的输入实现液压缸自动往复运动工作无杆腔通气,有杆腔回放气时,杆前进;有杆腔通气,无杆腔放气时,杆快进。

5、实验步骤:

1、根据实验需要选择元件(单杆双作用缸、单向节流阀、接近开关、三位五通双电磁换向阀、三联件、连接软管)。并检验元件的实用性能是否正常。

2、看懂原理图后,搭建实验回路。

3、将三位五通双电磁换向阀和接近开关的电源输入口插入相应的控制板输出口。

4、确认连接安装正确稳妥,把三联件的调压旋钮放松,通气,开启气泵。待泵工作正常,再次调节三联件的调压旋钮,使回路中的压力在系统工作压力以内。

5、当电磁阀作为得电后,压缩空气经过电磁阀过单向节流阀进入缸的左腔,活塞向右运行;当活塞杆靠近开关时电磁阀右位接入,压缩空气过电磁阀的右位和单向节流阀进入缸的右腔,活塞在压缩空气的作用下左运行。

6、当活塞杆靠近左边接近开关时电磁阀换位,压缩空气进入缸的右腔,活塞在压缩空气的作用下向左运行。

7、实验完毕后,关闭泵,切断电源,待回路压力为零时,拆卸回路,清理元器件并放回规定的位置。

6、设备仪器:单杆活塞液压缸、三位四通电磁阀、溢流阀、节流阀、西门子PLC。

7、实验结果:单杆液压缸实现自动往复运动

8、试一试:

1、如果采用机械阀进行控制该怎样搭接实验回路?

2、如采用磁性开关来代替又该如何?

机电一体化创新实验报告

机电一体化创新实验报告 机电产品简介 机电一体化是以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,是指在机构得主功能、动

力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化技术是建立在机械技术,微电子技术,计算机和信息处理技术,自动控制技术,传感与测试技术,电力电子技术,伺服驱动技术,系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高新技术。它是当前机械和电气技术发展的趋势,在不同的设备、装置或系统中,机械、电器、计算机、气动或液压、传动器融为一体是及其常见的。 实验主要内容 本次实验是在德国慧鱼公司生产的示教模型上开展的,实验系统分为五大系列,能组合成数十种自动化工业设备模型,多功能的模拟机械装置,并实现电脑仿真运行。模型由许多形状各异的仿真的机械零部件与电子驱动控制元件组成,它把几何造型、三维拼装和计算机语言有机地结合起来,借助于设置动态变量参数则可设定机构运动方向并建立运动学数学模型。通过系统自带的计算机语言对任务进行编程,使生成的指令数据作用于模型。它是机电一体化的产品,是由一套完整的机械电子系统组成。 实验步骤: 1、了解各种元件的基本组成,分析机械装置的主要结构和部件机构的运动方式,根据装置图来组装“三自由度机械手” 2、按照电路连线图将机械手的电机,计数器,行程开关及限位开关与计算机数据线连接好。 3、用软件(LLwine)对机械手进行自动控制,同时验证编程语言与模型的运动状态的正确性。 4、观摩、测量并绘制机械结构运动简图 5、分析模型的装备设计及传动原理 6、创新设计,写实验报告 三自由度机械手分析 1.机械结构 主要结构: 底座、机械手臂、机械爪等运动机构

过程控制系统实验报告材料(最新版)

实验一、单容水箱特性的测试 一、实验目的 1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法,并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。 二、实验设备 1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置 2. 计算机及相关软件 3. 万用电表一只 三、实验原理 图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知,对象的被控制量为水箱的液位H,控制量(输入量)是流入水箱中的流量Q1,手动阀V1和V2的开度都为定值,Q2为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系,在平衡状态时 Q1-Q2=0 (1)

动态时,则有 Q1-Q2=dv/dt (2) 式中 V 为水箱的贮水容积,dV/dt为水贮存量的变化率,它与 H 的关系为 dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3) A 为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得 Q1-Q2=Adh/dt (4) 基于Q2=h/RS,RS为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-h/RS=Adh/dt 即 ARsdh/dt+h=KQ1 或写作 H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5) 式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。 式(5)就是单容水箱的传递函数。 对上式取拉氏反变换得 (6) 当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当 t=T 时,则有 h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)

式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数,如图 2-2 所示。当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数 T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线,它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得 的传递函数为: 四、实验内容与步骤 1.按图2-1接好实验线路,并把阀V1和V2开至某一开度,且使V1的开度大于V2的开度。 2.接通总电源和相关的仪表电源,并启动磁力驱动泵。

液压气动实验报告

液压气动实验报告 课程名称:液压与气动 实验项目:填写下面给出的实验名称 实验时间:2014-12-15、2014-12-16、2014-12-17 实验组号:1组:1-10号;2组:11-20号;3组:21-30号;4组:31-40号;5组:41- 实验地点:工程215 实验报告中的实验过程、实验结果部分写思考题。 实验一液压泵拆装 一、实验目的 理解常用液压泵的结构组成及工作原理;掌握的正确拆卸、装配及安装连接方法;掌握常用液压泵维修的基本方法。 二、实验工具 实习用液压泵:齿轮泵。 工具:内六方扳手,固定扳手、螺丝刀、卡簧钳等。 三、思考题 1.齿轮泵由哪几部分组成?各密封腔是怎样形成? 2.齿轮泵的困油现象的原因及消除措施。 3.齿轮泵中存在几种可能产生泄漏的途径?为了减小泄漏,该泵采取了什么措施? 4.齿轮、轴和轴承所受的径向液压不平衡力是怎样形成的?如何解决? 5.单作用叶片泵与双作用叶片泵有什么区别? 实验二液压阀拆装 一、实验目的 1. 了解方向阀、压力阀、流量阀等的结构特点; 2. 熟悉各阀的主要零部件; 3. 熟悉各种液压阀的工作原理。 二、实验器材 直动式溢流阀、直动式顺序阀、先导式溢流阀、干式电磁换向阀、手动换向阀、单向阀等各种液压阀,拆装工具等。 三、实验过程 1. 拆开液压阀,取出各部件; 2. 分辨各油口,分析工作原理; 3. 比较各种阀的异同; 4. 按拆卸的相反顺序装配各阀。 四、思考题 1. 画图并说明直动式溢流阀的工作原理。 2. 如果先导式溢流阀主阀芯阻尼孔堵塞,液压系统会出现什么故障?为什么? 3. 比较直动式溢流阀、直动式顺序阀的异同。 实验三液压基本回路演示 一、实验目的 1. 了解小型基本回路实验台的构造和各元件的连接关系;

自动控制原理实验报告

《自动控制原理》 实验报告 姓名: 学号: 专业: 班级: 时段: 成绩: 工学院自动化系

实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1.熟悉MATLAB 桌面和命令窗口,初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2.通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性,加深对各典型环节响应曲线的理解。 3.定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1.比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数,建立相应的SIMULINK 仿真模型,观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ; ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节(PD )2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节(PI )s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形

① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节

最新机电一体化系统设计实验报告

实验一三相异步电动机正反转控制实验 专业年级:学号:姓名:评分: 一、实验目的: 1.学习和掌握PLC的实际操作和使用方法; 2.学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤: 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制,其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。图中:正向按钮接PLC的输入口X0,反向按钮接PLC的输入口X1,停止按钮接PLC的输入口X2,KM5为正向接触器,KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y23、Y24。 其基本工作原理为:合上QF1、QF5, PLC运行。当按下正向按钮,控制程序使Y23有效,继电器KA5线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM5的线圈得电,主触头闭合,电动机正转;当按下反向按钮,控制程序使Y24有效,继电器KA6线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM6的线圈得电,主触头闭合,电动机反转。 实验步骤: 1.在断电的情况下,学生按图2-1和图2-2接线(为安全起见,控制电路的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好); 2.在老师检查合格后,接通断路器QF1、QF5 ; 3.运行PC机上的工具软件FX-WIN,输入PLC梯形图; 4.对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC; 5.运行PLC,操作控制面板上的相应开关及按钮,实现电动机的正反转控制。在PC 机上对运行状况进行监控,同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况,调试并修改程序直至正确; 6。记录运行结果。 图 2-1 主控电路 ~3~

图 2-2 控制电路接线图 三.实验说明及注意事项 1.本实验中,继电器KA5、KA6的线圈控制电压为24V DC,其触点5A 220V AC(或5A 30V DC);接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220V AC,其主触点25A 380V AC。 2.三相异步电动机的正、反转控制是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。其中一个很重要的问题就是必须保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM5、KM6都不能同时接通,否则会造成电源相间瞬时短路。为此,在梯形图中应采用正反转互锁,以保证系统工作安全可靠。 3.本实验中,主控电路的电压为380V DC,请注意安全! 四.实验用仪器工具 PC 机 1台 PLC 1台 编程电缆线 1根 三相异步电动机 1台 断路器(QF1、QF5) 2个 接触器(KM5、KM6) 2个 继电器(KA5、KA6) 2个 按钮 3个 实验导线若干 五.思考题 1.试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点; 答:接触器有灭弧装置,而继电器没有。 接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的. 2.能否将接触器KM5,KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y23、Y24(注:本实验所用

过程控制实验报告

过程控制实验 实验报告 班级:自动化1202 姓名:杨益伟 学号:120900321 2015年10月 信息科学与技术学院 实验一过程控制系统建模 作业题目一: 常见得工业过程动态特性得类型有哪几种?通常得模型都有哪些?在Simulink中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线、 答:常见得工业过程动态特性得类型有:无自平衡能力得单容对象特性、有自平衡能力得单容对象特性、有相互影响得多容对象得动态特性、无相互影响得多容对象得动态特性等。通常得模型有一阶惯性模型,二阶模型等、 单容过程模型 1、无自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个无自衡单容过程得模型分别为与,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

2、自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个自衡单容过程得模型分别为与,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

多容过程模型 3、有相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知有相互影响得多容过程得模型为,当参数, 时,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Simulink中建立模型如图所示:得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

4、无相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知两个无相互影响得多容过程得模型为(多容有自衡能力得对象)与(多容无自衡能力得对象),试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 在Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

液压实验报告1

现代机械工程基础实验Ⅰ(机电)实验报告 (液压控制应用部分) 班级机械104 姓名PengGe 学号 版权所有,翻版随意~ 好好学习,天天向上 不用谢 山东某建筑大学机电工程学院

目录 一、过山车项目.................................................................................................. - 1 - 二、坦克系统...................................................................................................... - 2 - 三、超高压水切割系统...................................................................................... - 4 - 四、盾构机系统.................................................................................................. - 6 - 五、液压工作站系统.......................................................................................... - 7 - 六、写出下列机构的至少10种应用................................................................ - 8 - 七、液压转台...................................................................................................... - 9 - 八、STEWart平台系统 ...................................................................................... - 9 - 九、简述磁流变和电流变减震器的工作原理................................................ - 10 - 十、联想液压机构新的应用.......................................................................... - 10 - 十一、机器骡子液压系统设计........................................................................ - 10 - 十二、液力变矩器............................................................................................. - 11 -

仪表自动控制实验报告

一、实验目的 1、通过实验对自控仪表和控制元器件有一具体认识。 2、了解自控原理,锻炼动手能力。学习并安装不同的温度自控电路。 3、通过对不同电路的调试和数据测量,初步掌握仪表自控技术。 4、要求按流程组装实验电路,并测量加热反应釜温度随加热时间的变化。 5、要求待反应釜加热腔温度稳定后测量加热釜轴向温度分布规律。 二、实验原理 仪表自动控制在现代化工业生产中是极其重要的,它减少大量手工操作,使操作人员避免恶劣、危险环境,自动快速完成重复工作,提高测量精度,完成远程传输数据。本实验就是仪表自动控制在化工生产和实验中非常重要的一个分支——温度的仪表自动控制。 图-1所示是本实验整套装置图。按图由导线连接好装置,首先设置“人工智能控制仪”的最终温度,输出端输出直流电压用于控制“SSR”(固态继电器),则当加热釜温度未达到最终温度时“SSR”是通的状态,电路导通,给加热釜持续加热;当加热釜温度达到最终温度后“SSR”是不通的状态,电路断开,加热釜加热停止。本实验研究的数据对象有两个:其一,测量仪表在加热釜开始加热后测量的升温过程,即温度随时间变化;其二,当温度达到最终温度并且稳定后,测量温度沿加热釜轴向的分布,即稳定温度随空间分布。 图-1 实验装置图

1、控温仪表,2测温仪表,3和4、测温元件(热电偶),5电加热釜式反应器, 6、保险 7、电流表,8固态调压器,9、滑动电阻,10、固态继电器(SSR),11、中间继电器,12、开关 实验装置中部分仪器的工作原理: 1,控温仪表:输出端输出直流电压控制SSR,当加热釜温度未达到预设温度时SSR使电路导通,持续加热;当达到最终温度后SSR使电路断开,加热停止。 2,测温仪表:与测温的热电偶相连,实时反馈加热釜内温度的测量值。 3、4,热电偶:分别测量加热腔和反应芯内的温度。工作原理:热电阻是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量。它是由两种不同材料的导体焊接而成。焊接的一端插入被测介质中,感受被测温度,称为热电偶的工作端或热端。另一端与导线连接,称为自由端或冷端。若将其两端焊接在一起,且两段存在温度差,则在这个闭路回路中有热电势产生。如在回路中加一直流毫伏计,可见到毫伏计中有电势指示,电势的大小与两种不同金属的材料和温度有关,与导线的长短无关。 图2 热电偶工作原理 8,RSA固态调压器原理:通过电位器手动调节以改变阻性负载上的电压,来达到调节输出功率的目的(相当于一个滑动变阻器)。输出端接加热回路,输入端接控温仪表。 10,SSR 固态继电器工作原理:固态继电器是一种无触点通断电子开关,为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端。在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态),从而控制较大负载。可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能

机电一体化技术实验报告材料(手写)

实验一四节传送带控制 一、实验目的 1.掌握传送指令的使用及编程 2.掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作 三、面板图 四、控制要求 1.总体控制要求:如面板图所示,系统由传动电机M1、M2、M3、M4,故障设置开关A、 B、C、D组成,完成物料的运送、故障停止等功能。 2.闭合“启动”开关,首先启动最末一条传送带(电机M4),每经过1秒延时,依次启动一条传送带(电机M3、M2、M1)。 3.当某条传送带发生故障时,该传送带及其前面的传送带立即停止,而该传送带以后的待运完货物后方可停止。例如M2存在故障,则M1、M2立即停,经过1秒延时后,M3停,再过1秒,M4停。 4.排出故障,打开“启动”开关,系统重新启动。 5.关闭“启动”开关,先停止最前一条传送带(电机M1),待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。

五、功能指令使用及程序流程图 1.传送指令使用 X0000为ON时,将源容向目标容传送,X0000为OFF时,数据不变化。 2.程序流程图 六、端口分配及接线图 序号PLC地址(PLC端子)电气符号(面板端 子) 功能说明 1X00 SD 启动(SD) 2X01 A 传送带A故障模拟3X02 B 传送带B故障模拟4X03 C 传送带C故障模拟5X04 D 传送带D故障模拟6Y00 M1 电机M1 7Y01 M2 电机M2 8Y02 M3 电机M3 9Y03 M4 电机M4 10主机COM、面板COM接电源GND 电源地端 11主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、 接电源GND 电源地端 12面板V+接电源+24V 电源正端2.PLC外部接线图

计算机过程控制实验报告

计算机过程控制实验报告

实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验 1、试验方案: 水流入量Qi 由调节阀u 控制,流出量Qo 则由用户通过负载阀R 来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流,从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定,或者AO 模块直接输出电流。) 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化,从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式: μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1 H k k F dt dH -=μμ, 其中,F 是水槽横截面积。在一定液位下,考虑稳态起算点,公式可以转换成 μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数,C=F 就是水容,k H R 0 2= 就是水阻。 如果通过对纯延迟惯性系统进行分析,则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示: ) 1()(0 += TS S KR S G 。 相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》,金以慧编著。 2、实验步骤: 1) 在现场系统A3000-FS 上,将手动调节阀JV201、JV206完全打开,使下水箱闸板具有 一定开度,其余阀门关闭。 2) 在控制系统A3000-CS 上,将下水箱液位(LT103)连到内给定调节仪输入端,调节仪 输出端连到电动调节阀(FV101)控制信号端。 3) 打开A3000-CS 电源,调节阀通电。打开A3000-FS 电源。 4) 在A3000-FS 上,启动右边水泵(即P102),给下水箱(V104)注水。 给定值 图1 单容水箱液位数学模型的测定实验

液压与气压传动课程实验报告模板

》 液压与气压传动——Array观察并分析液压传动系统的组成实验报告 一、实验目的 观察平面磨床工作台纵向运动液压传动系统,在对工件进行磨削加工时,工作台要进行纵向进给运动(左右方向的移动) @ 二、实验内容(主要对元件或系统的描述) 观察平面磨床对工件进行磨削加工的工作过程 (1)平面磨床磨削运动时的进给运动分别有工作台的纵向移动、砂轮架的横向移动和砂轮架的垂直移动。 (2)工作台的纵向移动工作行程及换向是由两个可调节位置的撞块来控制的,说明是用液压方向控制阀来控制液压油分别进入工作台下面液压缸的左、右两腔的。 (3)工作台的纵向移动速度通过旋转速度手柄可调节其大小,并可实现无级调速,说明是用液压流量控制阀来控制进入液压缸工作腔的液压油流量的。 三、主要实验步骤(认识性实验略) 、 四、实验小结(实验结果及分析、实验中遇到的问题及其解决方法、 实验的意见和建议等)

通过观察可知,任何一个完整的液压传动系统都是由能源装置、执行装置、控制调节装置和辅助装置四大主要部分组成的。了解了平面磨床工作台的纵向运动特点及控制方式,了解了各液压系统各组成部分元件名称及作用。

液压与气压传动——Array齿轮泵的拆装实验报告 一、实验目的 通过拆装外啮合齿轮泵,对典型结构齿轮泵的工作原理和基本结构有一定的认知。通过认知和分析,了解其在生产和生活中的应用。 二、实验内容(主要对元件或系统的描述) (1)观察外啮合齿轮泵的结构特点; (2)外啮合齿轮泵的拆卸; (3)外啮合齿轮泵的组装 三、主要实验步骤(认识性实验略) (1)准备拆装工具一套: 包括固定扳手、活动扳手、组合螺丝刀、内六角扳手、内卡簧钳、铜棒、专用钢套、橡胶锤,液压油等。 (2)观察外啮合齿轮泵的结构特点: a、观察泵盖上的卸油孔和卸荷槽,并比较泵体两端的卸荷槽。 b、观察泵的三片式结构的装配特点。 c、观察齿轮泵中存在的三个可能产生泄露的部位:齿轮外圆与泵体配合处、齿轮端面与端盖间和两个齿轮的齿面啮合处。 (3)外啮合齿轮泵的拆卸 a、用内六角扳手拆掉连接前后泵盖与泵体的内六角螺栓。 b、用铜棒和橡胶锤轻轻敲击驱动轴,使后(输出轴侧)泵盖与泵体从结合面处分离。 c、从前(非输出轴侧)泵盖上取出从动齿轮和主动轴。 d、从前泵盖上取出主动齿轮和主动轴。 e、取下泵体定位销和前泵盖。 f、零件拆卸完毕后,用汽油清洗全部零件,干燥后用不起毛的布擦拭干净。 (4)外啮合齿轮泵的组装

自动控制实验报告1

东南大学自动控制实验室 实验报告 课程名称:自动控制原理 实验名称:闭环电压控制系统研究 院(系):仪器科学与工程专业:测控技术与仪器姓名:学号: 实验室:常州楼五楼实验组别:/ 同组人员:实验时间:2018/10/17 评定成绩:审阅教师: 实验三闭环电压控制系统研究

一、实验目的: (1)通过实例展示,认识自动控制系统的组成、功能。 (2)会正确实现闭环负反馈。 (3)通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理: (1)利用各种实际物理装置(如电子装置、机械装置、化工装置等)在数学上的“相似性”,将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时,不必研究每一种实际装置,而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性,人对数学而言,不能直接感受它的自然物理属性,这给我们分析和设计带来了困难。所以,我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样,就可以“秀才不出门,遍知天下事”。实际上,在后面的课程里,不同专业的学生将面对不同的实际物理对象,而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三,我们就是用下列“模拟实物”——电路系统,替代各种实际物理对象。 (2)自动控制的根本是闭环,尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式,如步进电机控制,专家系统等,从大局看,还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处,本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据,说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣,其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计(本课程主要用串联调节、状态反馈),本实验为了简洁,采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明:不同的K,对系性能产生不同的影响,以说明正确设计调节器算法的重要性。 (3)为了使实验有代表性,本实验采用三阶(高阶)系统。这样,当调节器K值过大时,控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备: THBDC-1实验平台 四、实验线路图: 五、实验步骤:

机电一体化实验报告

机电一体化实验报告 一体化系统设计实验报告学院专业班级学号姓名指导教师xx 年1 月12 日实验一机电一体化系统的组成实验目的:以XY简易数控工作台为例,说明机电一体化系统的基本组成和各模块的特点。实验设备:l 台式PC机一台l 标准XY工作台一套l 运动控制卡一块l 游标卡尺一把实验内容:XY简易数控工作台是一典型的机电一体化系统,是许多数控加工设备和电子加工设备的基本部件,XY数控工作台主要由运动控制卡、DC24V 开关电源、步进电机及其驱动器、XY向运动平台、光栅尺和霍尔限位开关组成,其之间的关系如图 1、1所示。工作原理大致为:运动控制卡接受PC机发出的位置和轨迹指令,进行规划处理(插补运算),转化成步进电机驱动器可以接受的指令格式(速度脉冲和方向信号)发给驱动器,由驱动器进行脉冲环行分配和功率放大从而驱动步进电机,步进电机经过联轴器、滚动丝杠推动工作台按指定的速度和位移运动。实验步骤:(1)在XY数控工作台系统中分别找到上述各个模块,并指出各模块在机电一体化系统中实现哪一模块的功能。 ①运动控制卡:运动控制卡是PCL、CPCL、PXL等总线形成的板卡,通俗地讲我们可以把它看成一个单片机,有自己的算法,可以通过V C、V

B、labview、BCB等语言实现其功能,数控系统即通过运动控制卡来实现对机床运动轨迹的控制。②DC24V开关电源:对供电要求质量比较高的控制设备提供纯净、稳定、没有杂波的直流电源。③步进电机及其驱动器:步进电机用于驱动数控工作台的X、Y两个方向的移动;步进电机通过驱动器细分,可减小步距角,从而提高步进电机的精确率,实现脉冲分配和功率驱动放大,此外还可以消除电机的低频振荡、提高电机的输出转矩。④XY向运动平台:分别传输X、Y两个方向的运动。⑤光栅尺:光栅尺是一种位移传感器,是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。⑥霍尔限位开关:用于限制工作台的运动超出导轨的有效长度。(2)使用卡尺测量,计算其平均导程P=10 ;观察其循环器,可知其循环方式为内循环;预紧方式是螺纹调隙式。(3)观察导轨截面,并查阅《机电一体化技术手册》,可知其属于GGA,GGB,GGC,GGF中哪类? GGB 。 其适用场合机械加工中心、NC车床、搬运装置、电火花加工机、木工机械、激光加工机、精密测试仪器、包装机械、食品机械、医疗器械、工具磨床、平面磨床等。(4)查阅《DMC3000硬件手册》可知系统中的运动控制卡可实现四 轴的联动,并具有16 个数字量输入和16 个数字量输出控制。(5)记录步进电机型号,网上查阅其详细技术参数,可知

过程控制实验报告

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称:过程控制实验 实验名称:水箱液位控制系统 院(系):自动化专业:自动化姓名:学号: 实验室:实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩:审阅教师:

目录 一、系统概论 (3) 二、对象的认识 (4) 三、执行机构 (14) 四、单回路调节系统 (15) 五、串级调节系统Ⅰ (18) 六、串级调节系统Ⅱ (19) 七、前馈控制 (21) 八、软件平台的开发 (21)

一、系统概论 1.1实验设备 图1.1 实验设备正面图图1.2 实验设备背面图 本实验设备包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器、操作面板等。 1.1.2 铭牌 ·加热控制器: 功率1500w,电源220V(单相输入) ·泵: Q40-150L/min,H2.5-7m,Hmax2.5m,380V,VL450V, IP44,50Hz,2550rpm,1.1kw,HP1.5,In2.8A,ICL B ·全自动微型家用增压器: 型号15WZ-10,单相电容运转马达 最高扬程10m,最大流量20L/min,级数2,转速2800rmp,电压220V, 电流0.36A,频率50Hz,电容3.5μF,功率80w,绝缘等级 E ·LWY-C型涡轮流量计: 口径4-200mm,介质温度-20—+100℃,环境温度-20—+45℃,供电电源+24V, 标准信号输出4-20mA,负载0-750Ω,精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs,外壳防护等级 IP65 ·压力传感器 YMC303P-1-A-3 RANGE 0-6kPa,OUT 4-20mADC,SUPPLY 24VDC,IP67,RED SUP+,BLUE OUT+/V- ·SBWZ温度传感器 PT100 量程0-100℃,精度0.5%Fs,输出4-20mADC,电源24VDC

液压传动与控制实验报告

液阻特性实验 一、 实验目的 1、验证油液经细长孔、薄壁孔时的液阻特性指数α是否符合理论值; 2、通过实验获得感性认识,建立对于理论分析所获结论的信心,进而了解到油液流经任何形式的液阻都有符合理论值的液阻特性指数。深入地理解液阻特性,合理设计液压传动系统,对于提高系统效率、避免温升有着重要意义。 二、实验内容及说明 实验内容是:测定细长孔、薄壁孔的液阻特性,绘制压力流量—曲线。 说明如下: 油液流经被测液阻时产生的压力损失p ?和流量V q 之间有着如下关系: α V q R p ?=? 式中:α— 液阻特性指数; p ?— 液阻两端压差 R — 液阻,与通流面积、形状及油液性质和流态有关 细长孔:L = 285 mm ,d = 2 mm 薄壁孔:L = 0.3 mm ,d = 2.6 mm ,L ≤ d/2 分别令被测液阻通过流量V q 为2 L/min ,3 L/min ,或其它数值,测得相应的压差p ?,理论计算和简单的推导过程如下: αV11q R p ?=?, α V2 2q R p ?=?, αα V2 V121q q p p =??, 等式两边同时取对数:

V2V1 V2 V121lg lg lg q q q q p p ααα ==??, 则有:V2 V12 1 lg lg q q p p ??=α 三、实验系统原理图及实现方法 1、所需的实验系统如图1所示: 图1 液阻特性实验系统原理图 这个系统需要在具体的实验平台上实现。 2、实验平台简介 实验平台是一套多功能液压实验系统,图2所示为薄壁孔液阻特性实验所用的液压实验平台照片,图中橙色细管部分为被测薄壁孔液阻装置,两端的压力表用于测量液阻两端压差。图3为该平台液压系统原理图照片,要实现薄壁孔液阻特性实验,需要调节实验平台面板上的一系列开关,本实验用液压泵2,打开针阀开关8(逆时针旋转至极限位置),关闭针阀开关9、10(顺时针旋转至极限位置)即可,用调速阀5进行调速,顺时针旋转调速阀手柄,流量增加,溢流阀3用于调定系统压力,瞬时针旋转溢流阀手柄,压力增加。

自动控制原理MATLAB仿真实验报告

实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析) 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性; 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些? 2、 如何判断系统稳定性? 3、 系统的动态性能指标有哪些? 三、实验方法 (一) 四种典型响应 1、 阶跃响应: 阶跃响应常用格式: 1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应: 脉冲函数在数学上的精确定义:0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为:) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ; ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = (二) 分析系统稳定性 有以下三种方法: 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图; 2、 利用tf2zp 求出系统零极点; 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 (三) 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

过程控制系统实验报告

《过程控制系统实验报告》 院-系: 专业: 年级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 2015 年6 月

过程控制系统实验报告 部门:工学院电气工程实验教学中心实验日期:年月日 姓名学号班级成绩 实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时 课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统 一、实验仪器与设备 A3000现场系统,任何一个控制系统,万用表 二、实验要求 1、使用比例控制进行单溶液位进行控制,要求能够得到稳定曲线,以及震荡曲线。 2、使用比例积分控制进行流量控制,能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行 比较。 3、使用比例积分微分控制进行流量控制,要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行比较。 三、实验原理 (1)控制系统结构 单容水箱液位定值(随动)控制实验,定性分析P, PI,PD控制器特性。 水流入量Qi由调节阀u控制,流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制,看控制效果,进行比较。 控制策略使用PI、PD、PID调节。 (2)控制系统接线表 使用ADAM端口测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端 口 锅炉液位LT101 AI0 AI0 调节阀FV101 AO0 AO0 四、实验内容与步骤 1、编写控制器算法程序,下装调试;编写测试组态工程,连接控制器,进行联合调试。这些步骤不详细介绍。

2、在现场系统上,打开手阀QV-115、QV-106,电磁阀XV101(直接加24V到DOCOM,GND到XV102控制端),调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些),其余阀门关闭。 3、在控制系统上,将液位变送器LT-103输出连接到AI0,AO0输出连到变频器U-101控制端上。 注意:具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。对于全连好线的系统,例如DCS,则必须安装已经接线的通道来编程。 4、打开设备电源。包括变频器电源,设置变频器4-20mA的工作模式,变频器直接驱动水泵P101。 5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆,启动控制系统。 6、启动计算机,启动组态软件,进入测试项目界面。启动调节器,设置各项参数,将调节器的手动控制切换到自动控制。 7、设置PID控制器参数,可以使用各种经验法来整定参数。这里不限制使用的方法。 五、实验结果记录及处理 六、实验心得体会: 比例控制特性:能较快克服扰动的影响,使系统稳定下来,但有余差。 比例积分特性:能消除余差,它能适用于控制通道时滞较小、负荷变化不大、被控量不允许由余差的场合。 比例微分特性:对于改善系统的动态性能指标,有显著的效果。

自动控制系统实验报告

自动控制系统实验报告 学号: 班级: 姓名: 老师:

一.运动控制系统实验 实验一.硬件电路的熟悉和控制原理复习巩固 实验目的:综合了解运动控制实验仪器机械结构、各部分硬件电路以及控制原理,复习巩固以前课堂知识,为下阶段实习打好基础。 实验内容:了解运动控制实验仪的几个基本电路: 单片机控制电路(键盘显示电路最小应用系统、步进电机控制电路、光槽位置检测电路) ISA运动接口卡原理(搞清楚译码电路原理和ISA总线原理) 步进电机驱动检测电路原理(高低压恒流斩波驱动电路原理、光槽位置检测电路)两轴运动十字工作台结构 步进电机驱动技术(掌握步进电机三相六拍、三相三拍驱动方法。) 微机接口技术、单片机原理及接口技术,数控轮廓插补原理,计算机高级语言硬件编程等知识。 实验结果: 步进电机驱动技术: 控制信号接口: (1)PUL:单脉冲控制方式时为脉冲控制信号,每当脉冲由低变高是电机走一步;双 脉冲控制方式时为正转脉冲信号。 (2)DIR:单脉冲控制方式时为方向控制信号,用于改变电机转向;双脉冲控制方式 时为反转脉冲信号。

(3)OPTO :为PUL 、DIR 、ENA 的共阳极端口。 (4)ENA :使能/禁止信号,高电平使能,低电平时驱动器不能工作,电机处于自由状 态。 电流设定: (1)工作电流设定: (2)静止电流设定: 静态电流可用SW4 拨码开关设定,off 表示静态电流设为动态电流的一半,on 表示静态电流与动态电流相同。一般用途中应将SW4 设成off ,使得电机和驱动器的发热减少,可靠性提高。脉冲串停止后约0.4 秒左右电流自动减至一半左右(实际值的60%),发热量理论上减至36%。 (3)细分设定: (4)步进电机的转速与脉冲频率的关系 电机转速v = 脉冲频率P * 电机固有步进角e / (360 * 细分数m) 逐点比较法的直线插补和圆弧插补: 一.直线插补原理: 如图所示的平面斜线AB ,以斜线起点A 的坐标为x0,y0,斜线AB 的终点坐标为(xe ,ye),则此直线方程为: 00 00Y Ye X Xe Y Y X X --= -- 取判别函数F =(Y —Y0)(Xe —Xo)—(X-X0)(Ye —Y0)

机电一体化实验报告

机电一体化实验报告 学院:核技术与自动化工程学院专业:电气工程及其自动化 指导老师:康东 姓名:许新 学号:200706050209 日期:2010-10-27

实验一:基于PC的传感器与数据采集实验 一,实验目的 了解传感器,USB2009便携式数据采集器的工作原理和数据采集原理和香农采样定律,连接系统实现实时采集传感器信号,完成对采样数据的时域波形显示和存储. 二,实验内容: 1,了解传感器工作原理. 2,了解USB2009便携式数据采集器的工作原理,功能和使用方法. 3,了解数据采集原理和香农采样定律. 4,实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据. 三,实验设备: 主要实验设备包括: 1,USB2009采集卡和配有上位机软件的计算机; 2,FESTO气动综合实验台一套. 下图为USB2009采集卡.它包含14Bit分辨率A/D转换器,可以提供16路单端模拟信号输入,8路双端模拟输入通道,4路DA输出功能,1组计数器.提供了内外时钟和内外触发工作方式.A/D转换器输入信号范围为:±5V(USB2009),±10V(AD7899-1).硬增益范围:1,2,4,8(N6为PGA203时),1,10,100,10000(N6为PGA202时). 图1.1 USB2009采集卡 四,实验原理 将USB2009采集卡与FESTO气动综合实验台上传感器连接在一起,而后通过USB连接到计算机上.利用LabVIEW软件搭建数据采集系统,实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据. 五,实验步骤 1,由实验教师讲解FESTO气动综合实验台上传感器工作原理; 2,由实验教师讲解USB2009采集卡的工作原理和使用方法; 3,由实验教师讲解数据采集原理和香农采样定律; 4,在实验教师的指导下,由学生完成实验电路连接; 5,在实验电路检查无误后,由学生利用LabVIEW软件搭建数据采集系统; 5,打开设备电源,观察数据采集系统运行状况,纠正错误; 6,利用LabVIEW实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据; 7,将实验过程中形成的正确的接线方式,数据采集系统的搭建方法以及自己在实验中观察到的现象和思考的问题综合起来,写实验报告.

《过程控制系统》实验报告

《过程控制系统》实验报告 学院:电气学院 专业:自动化 班级:1505 姓名及学号:任杰311508070822 日期:2018.6.3

实验一、单容水箱特性测试 一、 实验目的 1. 掌握单容水箱阶跃响应测试方法,并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相关的方法确定被测对象的特征参数T 和传递函数。 二、 实验设备 1. THJ-FCS 型高级过程控制系统实验装置。 2. 计算机及相关软件。 3. 万用电表一只。 三、 实验原理 图1 单容水箱特性测试结构图 由图 2-1 可知,对象的被控制量为水箱的液位 h ,控制量(输入量)是流入水箱中的流量 Q 1,手动阀 V 1 和 V 2 的开度都为定值,Q 2 为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系,在平衡状态时02010=-Q Q (式2-1),动态时,则有dt dV Q Q = -21,(式2-2)式中 V 为水箱的贮水容积,dt dV 为水贮存量的变化率,它与 h 的关

系为Adh dV =,即dt dh A dt dV =(式2-3),A 为水箱的底面积。把式(2-3)代入式(2-2)得dt dh A Q Q =-21(式2-4)基于S R h Q =2,S R 为阀2V 的液阻,(式2-4)可改写为dt dh A R h Q S =-1,1KQ h dt dh AR S =+或()()1s 1+=Ts K s Q H (式2-5)式中s AR T =它与水箱的底面积A 和2V 的S R 有关,(式2-5)为单容水箱的传递函数。若令()S R S Q 01=,常数=0R ,则式2-5可表示为()T S KR S R K S R T S T K S H 11/000+-=?+= 对上式取拉氏反变换得()()T t e KR t h /01--=(式2-6),当∞→t 时()0KR h =∞,因而有()0/R h K ∞==输出稳态值/阶跃输入,当T t =时,()() ()∞==-=-h KR e KR T h 632.0632.01010,式2-6表示一阶惯性响应曲线是一单调上升的指数函数如下图2-2所示 当由实验求得图 2-2 所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的 63%所对应的时间,就是水箱的时间常数 T 。该时间常数 T 也可以通过 坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是 时间常数 T ,由响应曲线求得 K 和 T 后,就能求得单容水箱的传递函 数如式(2-5)所示。 如果对象的阶跃响应曲线为图 2-3,则在此曲线的拐点 D 处作一切线,它与时间轴交于 B 点,与响应稳态值的渐近线交于 A 点。图中OB 即为对象的滞后时间

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