过控THKGK-1实验学生指导书

深圳大学机电与控制工程学院 - 过程控制实验指导书（学生）
过程控制实验指导书（学生）
实验一、熟悉实验装置结构及用法（2 课时）
1、TKGK-1 实验装置组成和基本原理 2、GK-01 电源控制屏 3、GK-02 传感器输出与显示 4、GK-04 PID 调节器控制 5、GK-07 交流变频调速控制
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实验二、实验装置的基本操作与仪表调试（2 课时）实验三、单容水箱对象特性测试（3 课时）实验四、单容水箱液位 PID 控制系统（4 课时）实验五、双容水箱对象特性测试（3 课时）实验六、双容水箱液位 PID 控制系统（4 课时）
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实验一、熟悉实验装置结构及用法
TKGK-1 型过程控制实验装置是根据自动化专业及相关专业教学的特点的实验设备。该设备可以满足《过程控制》《自动化仪表》《工程检测》《计算机控制系统》等课程的教学实验、课程设、、、计等。整个系统结构紧凑、功能多样、使用方便，可作为验证性和研究性实验平台使用。
1、TKGK-1 实验装置组成和基本原理实验装置基本参数
控制及被控信号：电压 0～5V 外型尺寸：182×160×70cm 供电要求：单相交流 220V±10%，10A 重量：380Kg
装置特点
本过程控制实验装置具有以下特点： 1）多种被控参数：液位压力流量温度 2）多种控制方式：位式/PID/智能仪表/单片机/PLC/计算机控制 3）灵活多样的实验组合：通过控制阀门开关和采集信号连线组合得到多种控制系统模型
系统组成
过程控制系统的结构组成右图所示，由上向下四个储水容器依次为上水箱、下水箱、复合加热水箱和储水箱。该实验装置由被控对象模块、执行器模块、变送器模块和调节器模块四部分组成，各部分主要结构功能如下： 1）被控对象模块水箱阀管道 2）执行器模块 3）变送器模块流量变送器(FT) 温度变送器(TT) 液位变送器(LT1，LT2) 压力变送器(PT) 磁力泵
变送器的零位/增益可调 DC0~5V 输出 4）调节器模块调节器主要有模拟调节器（含比例 P 调节、比例积分 PI 调节、比例微分 PD 调节、比例积分微分 PID 调节）位式调、节器和智能仪表调节器等，可通过不同的挂箱实现，如下图中控制挂箱实验台所示，包括 GK-01/02/03/04/05/07 几部分。被控对象有两路供水系统，采用交流变频调速方法控制磁力泵供水。一路是由磁力泵 1 从储水箱中通过阀 1 抽水，经过流量检测装置后，经阀 3 向上水箱供水、经阀 4 向下水箱供水、经阀 5 向复合加热水箱的内胆供水；另一路是磁力泵 2 从储水箱中通过阀 2 供水，经阀 9 向上水箱供水、经阀 10 向下水箱供水、经阀 11 向复合加热水箱的夹套供水。两路供水系统都可以供水给每个对象，包括上水箱、下水箱、复合加热水箱。在实验时按照被控对象结构打开对应的阀门即可。上水箱、下水箱和复合加热水箱的出水口均经过线性化处理，上水箱的水通过阀 6 流到下水箱，在上水箱中安装了压力传感器（PT、LT1），用于检测压力、液位的大小，下水箱的水经阀 7 流到复
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合加热水箱的外套，再经阀 8 流回储水箱，上水箱、下水箱和复合加热水箱都设有溢流口，保证水箱满后不外流并顺利经溢流口流回储水箱。在复合加热水箱的内套安装了加热器和 Pt100 温度传感器（TT），用于加热和检测温度。
2、GK-01 电源控制屏
GK-01 电源控制屏如下图所示由四部分组成，由左至右依次为磁力泵电源接线区、220V 交流电源控制区、加热器控制接线区和温度智能位式调节仪。 1）交流电源控制区由总电源钥匙开关、启动按钮（绿）、停止按钮（红）、漏电保护器开关、电加热器开关、电压表、照明开关、告警指示灯、复位按钮 5A 保险等组成，该区控制整个系统的供电。开机操作方法 (1) 确认“加热器开关”关闭、 “漏电保护器”开关打开，各挂箱上“电源开关”关闭。 (2) 打开总电源钥匙开关，此时“停止”按钮红灯亮，表示系统总电源接通。 (3) 按下“启动”按钮，此时“启动”按钮绿灯亮，表示系统电源接通。关机操作方法 (1) 确认各挂箱上“电源开关”关闭。 (2) 按下“停止”按钮，此时“停止”按钮红灯亮，表示系统电源关闭。 (3) 关闭总电源钥匙开关，系统总电源关闭。注意：本实验装置配电压型和电流型漏电保护系统。当屏上漏电时保护系统动作，告警灯亮并自动切断系统电源，等到解除报警时才能起动。 2）三相异步电动机电源接线区与 GK-07 交流变频控制挂箱配合使用，共有 U1、V1、W1，U2、V2、W2 六个强电接线柱，与 2 个磁力泵引线相对应。
3、GK-02“传感器输出与显示”挂箱
此挂箱如右图所示，主要是对各个传感器变换信号的显示，由上至下依次为上水箱的液位（LT1）和压力（PT）；下水箱的液位（LT2）以及由泵 1 控制的交流支路管道的流量（FT）。左边为传感器通过检测、变换后的 0～5V 电压信号输出端，右边为显示各个被控参量的实时测量值。当打开电源时，各个表头就会显示相应被控参量的当前测量值。在水箱没有水的情况下有可能显示不为零，这是由于传感器的零点漂移引起的，可通过调节压力变送器的零点电位器来纠正误差。信号输出端的电压与被控参量显示之间对应关系如下：液位传感器（LT1/LT2）输出 0～5V 电压对应 0～20cm 的液位高度，即 4cm/V。压力传感器（PT）输出 0～5V 电压对应 0～2000Pa 的液位压力，即 400Pa/V。流量传感器（FT）输出 0～5V 电压对应 0～75ml/S 的流量，即 15ml/S/V。注意：以上关系式通过被控对象的量程和各个传感器的量程换算得出。
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4、GK-04 “PID 调节器控制”挂箱
此挂箱如右图所示，由上至下由 PID 调节器和输出显示给定信号源组成。各部分使用方法如下： PID 调节器 a、PID 调节器接线端：由左至右依次为“给定输入”端、 “反馈”信号输入端、PID 信号“调节输出”端。注意地线是公共的，只有两个地线接线端子， “给定输入”端的信号由本挂箱右下角的“给定输出”端提供， “反馈”信号输入是由相应传感器输出提供， “调节输出”端信号用于控制执行器。 b、P/I/D 参数设置旋钮： “P:比例系数调节”——比例系数 KC（即放大系数）的调节。是比例度δ的倒数，即 KC=1/δ。 “I:积分调节”——指积分时间常数 Ti 的调节，调节范围“0.01 至 2.5 分”和“0.1 至 25 分” 。 “D:微分调节”——指微分时间常数 Td 的调节，调节范围“0.01 至 10 分” 。 c、 “I”和“D”都有“开/关”两种状态，只有为“开”时， “I/D”才会起作用。 d、积分时间选择旋钮：有 X1、X10 和 X∞三档，选择 X∞档才可进入 P 或 PD 控制方式。 e、正作用/反作用开关：用于改变调节器的正反作用，实质上是改变输入偏差信号的正负号，以构成一个负反馈系统。 f、手动/自动开关：当开关置于“手动”时，调节“手动调节”旋钮，即可手动控制调节器输出信号。若需要进行 PID 调节，则此开关必须位于“自动”状态。输出显示给定信号源 “输出显示切换”旋钮分为“给定/自动/手动输出”三档。放置在“给定输出”档时输出显示给定输出端口的输出电压值；放置在“自动输出”档时输出显示“调节输出”端口在“手动/自动” 开关置于“自动”时的输出电压值；放置在“手动输出”档时输出显示“调节输出”端口在“手动/ 自动”开关置于“手动”时的输出电压值。 “给定输出”接线端口的输出信号由“正/负给定”选择开关切换输出正、负值，输出值的大小通过“RP1”或“RP2”调节。例：若需要选用“PI”控制，具体设置为： “I”波段开关置于 X1 或 X10 档，I 开/关置于“开” ，电位器 P、I 旋至某一个刻度即可。此时“D”开关应置于“关” 。
5、GK-07“交流变频调速控制”挂箱
挂箱中为三菱 FR-S520，实验中使用到的挂箱面板接线端子功能说明如下： A、B、C：变频器输出端，连接 GK-01 中三相电机接线端 U、V、W。 2 和 5：外部电压控制信号（0~5V）输入端，2 正 5 地 STF、STR：电机正转与反转控制端，STF/STR 与 SD 相连时电机为正/反转 SD：输入/输出公共端注：本实验装置其它端子的引出是为了满足用户其它自拟实验接线的需要。
实验报告
若需要选用“P”控制、 “PD”控制、 “PID”控制，在 GK-04 挂箱中的各个开关分别该如何设置？
切记：接线时断开各挂箱电源开关！！！
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实验二、实验装置的基本操作与仪表调试
一、实验目的
1、了解本实验装置的结构与组成 2、掌握压力变送器的使用方法 3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法
二、实验设备
1、过程控制实验挂箱： GK-02 2、万用表、一字螺丝刀 3、做此实验前应先完成“实验一” GK-04 GK-07 X 2
三、实验装置结构（右图）四、实验内容
1、设备组装与检查 a、挂箱由左至右依次为 GK-07、GK-07、GK-04、GK-02 挂于实验台上； b、确认“加热器开关”关闭、 “漏电保护器”开关打开，各挂箱上“电源开关”关闭； c、打开总电源钥匙开关，此时“停止”按钮红灯亮，表示系统总电源接通； d、按下“启动”按钮，此时“启动”按钮绿灯亮，表示系统电源接通； d、关闭各个挂箱的电源，准备进行连线。
2、系统接线：
将左数第一个 GK-07 挂箱的变频器输出“A、B、C”端口接到 GK-01 面板上三相异步电机的对应“U1、V1、W1”输入端（保证接线颜色相同）“SD”与“STR”短接。；将左数第二个 GK-07 挂箱的变频器输出“A、B、C” 端口接到 GK-01 面板上三相异步电机的 “U2、V2、W2”输入端； “SD”与“STR”短接。将 GK-04 中“给定输出”接线端口旁的输出信号选择“正给定” ，并通过“RP1”将输出值调到最小并记录（注意：此时输出应为正电压值）。将 GK-04 中“给定输出”端接到两个 GK-07 变频器的“2”与“5”两端（2 正、5 负），注意正负不要接反。打开相应阀门准备向上水箱和下水箱注水，将 GK-07 挂箱电源打开，等候 20 秒钟观察水箱出水口是否有水流出，若无水流出，缓慢增加 GK-04“给定输出” 电压即可。 “RP1” 调节记录 GK-04 “给定输出”电压和 GK-07 变频器上显示输出频率的关系（自拟表格）。 3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节/仪表的标定）装置左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，右边可见两个 3296 型电位器，用于调节传感器的零点和增益的大小（ZERO--调零电位器，SPAN--调增益电位器）。调试步骤如下 a、打开 GK-02 挂箱电源，在上水箱和下水箱液位为“1”时调节零位电位器，使其输出显示数值为“1.00” 。 b、用交流支路 1 打水：使水箱液位上升到某一个值。 c、调节增益电位器使其输出大小与实际水箱液位的高度相同。
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d、打开水箱的出水阀放水，观察液面变化与表头变化是否一致。如不一致按上述步骤重新调节。 e、按上述方法对压力变送器进行零点和增益的调节，使压力变送器的显示与实际液位相符。 F、调好后自拟表格记录 LT1、PT、LT2 分别和 GK-02 挂箱对应显示值与实测值数据。注意：在做后面每个实验之前都要检查变送器是否有零漂，如果有就先要调节变送器的零点和增益。
五、实验报告
1、 “RP1”和“RP2”的功能是什么？ 2、 “给定输出”接线端口的输出信号电压可以通过何种测量方式获得？ 3、绘制 LT1、PT、LT2 分别和 GK-02 挂箱对应显示值与实测值数据曲线。 4、绘制 GK-04“给定输出”电压和 2 个 GK-07 变频器上显示输出频率的关系曲线。
单/双容水箱对象特性数据表
次数参数
变频器输出频率 f (Hz)
1
第一次实验 2
1
第二次实验 2
1
第三次实验 2
控制电压
Vo (V) 水箱水位高度 (cm) 传感器显示值 (cm) 注：表中 1/2/3 的数字含义： 1—液位稳定控制在 5cm 以下平衡状态时的参数值 2—在阶跃响应后，液位稳定控制在新平衡状态时的参数值
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实验三、单容水箱对象特性的测试
一、实验目的
1、了解单容水箱的自衡特性 2、掌握单容水箱的数学模型及阶跃响应曲线 3、掌握一阶系统阶跃响应曲线辩识的基本方法
二、实验设备
1、过程控制实验挂箱： GK-02 GK-04 GK-07
2、万用表、一字螺丝刀、秒表（用手机计时器）
三、实验原理
阶跃响应测试法是被控对象在开环运行状况下，待工况稳定后，通过调节器手动改变对象的输入信号，记录对象的输出特性曲线，根据给定对象模型的结构形式，对实验数据进行分析，确定模型中的相关参数。单容水箱数学模型可用一阶惯性环节来近似描述，液位开环控制结构如上图所示。
四、实验内容与步骤
1、检查所需传感器是否正确标定，如有误差需对传感器进行重新标定。 2、按照单容水箱液位开环控制结构图，完成系统的接线 3、向老师讲述测量原理，经老师验证接线正确后方可通电进行实验。 4、将阀 3 完全打开，出水口阀 6 打在一定的开度，开启变频器供水。 5、调节变频器频率，将液位稳定控制在 5cm 以下。 6、观察水箱的液位是否趋于平衡状态（要稳定在某个数值附近最少 60s 以上）。若已平衡，记录此时变频器输出频率、控制电压、水箱水位的高度和显示仪表的读数值，将数据按照第 6 页中表的格式记录。 7、再次确认过程处于平衡状态，然后迅速将“控制电压”增加到一定量值（阶跃信号不能取得太大，以免影响系统正常运行；但也不能过小，以防止对象特性的不真实性，一般阶跃信号取正常输入信号的 5%~15%），自拟表格通过秒表计时记录由此引起的阶跃响应过程数据，记录周期自选，建议 2-10s 之间。等到进入新的平衡状态后，将数据按照第 6 页中表的格式记录。 8、重复上述实验步骤三次以上。
五、实验报告要求
阐述单容对象曲线辨识方法的基本原理，并根据实测数据做出曲线图分析被测环节的参数。
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实验四、单容水箱液位 PID 控制系统
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 3、研究系统分别用P、PI 和PID 调节器时的抗扰动作用 2、研究系统分别用P、PI 和PID 调节器时的阶跃响应 4、定性地分析P、PI 和PID 调节器的参数变化对系统性能的影响
二、实验设备
1、过程控制实验挂箱： GK-02/04/07 2、万用表、一字螺丝刀、秒表（手机计时器）
三、实验原理
单容水箱液位控制系统是一个单回路反馈控制系统，可使水箱液位稳定在给定值的高度，并减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。上图为单容水箱液位控制系统原理图。
四、实验内容与步骤
参照单容水箱液位控制系统原理图，将系统接成单回路反馈系统。调整传感器输出零点与增益。
连线接好后和指导教师确认是否可以开始实验！
1、比例（P）调节器控制目的：通过实验获得控制系统在不同比例度时对应的阶跃响应超调量和余差。 a、在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被控制量“手动”调到等于给定值（一般把液位高度控制在水箱高度的 50%点处）。 b、待被调参数基本达到给定值后，即可将调节器切换到纯比例自动工作状态（积分时间常数设置于最大，积分、微分作用的开关都处于“关”的位置，比例度设置于某一中间值， “正/反作用” 开关拔到“反”的位置，调节器的“手动”开关拨到“自动”位置），让系统投入闭环运行。 c、待系统稳定后，对系统加阶跃信号，记录系统阶跃响应过程曲线数据，及相关过程参数。 d、减小δ，重复步骤 c。 e、增大δ，重复步骤 c。注意：选择合适的δ值就可以得到比较满意的过程控制曲线。每当做完一次试验后，必须待系统稳定后再做另一次试验。 2、比例积分调节器（PI）控制在比例调节实验的基础上，加入积分作用（即把积分器“I”由最大处“关”旋至中间某一位置，并把积分开关置于“开”的位置），观察被控制量是否能回到设定值，以验证在 PI 控制下，系统对阶跃扰动无余差存在。记录系统阶跃响应过程曲线数据，及相关过程参数。 3、比例积分微分调节（PID）控制 a、在 PI 调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，即把 D 打开。然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线数据。 b、选择合适的 δ、Ti 和 Td，用秒表和显示仪表记录一条较满意的过渡过程曲线数据。（阶跃输入可由给定值从 50%突变至 60%来实现）。
五、注意事项六、实验报告
若参数设置不当，可能导致系统失控，不能达到设定值。
1、P 调节器控制时，绘制不同δ值下的阶跃响应曲线。 2、绘制 PI 调节器控制时的阶跃响应曲线。 3、绘制 PID 控制时的阶跃响应曲线。 4、结合实测结果曲线及相关理论，比较 P、PI 和 PID 三种调节器对系统余差和动态性能的影响。
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实验五、双容水箱对象特性的测试
一、实验目的
1、了解双容水箱的自衡特性 2、掌握双容水箱的数学模型及阶跃响应曲线 3、掌握二阶系统阶跃响应曲线辩识的基本方法二、实验设备 1、过程控制实验挂箱： GK-02 GK-04 GK-07
2、万用表、一字螺丝刀、秒表（用手机计时器）
三、实验原理
双容水箱的数学模型可用二阶惯性环节来近似描述，双容水箱液位开环控制结构图如上图所示。
四、实验内容与步骤
1、检查所需传感器是否正确标定，如有误差需对传感器进行重新标定。 2、按照双容水箱液位开环控制结构图，完成系统的接线。 3、向老师讲述测量原理，经老师验证接线正确后方可通电进行实验。 4、打开阀 3，出水口阀 6、阀 7 置于一定的开度，而且要保证上水箱出水口阀 6 的开度大于下水箱阀 7 的开度，开启变频器供水。 5、调节变频器频率，将液位控制在 5cm 以下。 6、观察水箱的水位是否趋于平衡状态（注意应该是那个水箱？）。若已平衡，记录此时变频器输出频率、控制电压、水箱水位的高度和显示仪表的读数值，将数据按照第 6 页中表的格式记录。 7、再次确认过程处于平衡状态，然后迅速将“控制电压”增加到一定量值，自拟表格通过秒表计时记录由此引起的阶跃响应过程数据，记录周期自选，建议 2-10s 之间。等到进入新的平衡状态后，将数据按照第 6 页中表的格式记录。 8、重复上述实验步骤两次以上。
五、实验报告要求
学习并阐述双容对象曲线辨识方法的基本原理，并根据实测数据做出曲线图分析被测环节参数。
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实验六、双容水箱液位 PID 控制系统
一、实验目的
1、熟悉单回路双容液位控制系统的组成和工作原理 2、研究分别用P、PI 和PID 调节器时系统的动态性能 3、定性地分析P、PI 和PID 调节器的参数变化对系统性能的影响
二、实验设备
1、过程控制实验挂箱： GK-02/04/07 2、万用表、一字螺丝刀、秒表（手机计时器）
三、实验原理
双容水箱液位控制系统是一个单回路反馈控制系统，它的控制任务是使水箱液位稳定在给定值的高度，并减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。上图为双容水箱液位控制系统原理图。
四、实验内容与步骤
参照双容水箱液位控制系统原理图，将系统接成单回路反馈系统。其中被控对象是下水箱，被控制量是下水箱的液位高度 h2。调整传感器输出的零点与增益。
连线接好后和指导教师确认是否可以开始实验！
1、比例（P）调节器控制目的：通过实验获得控制系统在不同比例度时对应的阶跃响应超调量和余差。 a、在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被控制量调到等于给定值（一般把液位高度控制在水箱高度的 50%点处）。 b、待被调参数基本达到给定值后，即可将调节器切换到纯比例自动工作状态，让系统投入闭环运行。 c、待系统稳定后，对系统加阶跃信号，记录系统阶跃响应过程曲线数据，及相关过程参数。 d、减小δ，重复步骤 c。 e、增大δ，重复步骤 c。注意：选择合适的δ值就可以得到比较满意的过程控制曲线。每当做完一次试验后，必须待系统稳定后再做另一次试验。 2、比例积分调节器（PI）控制在比例调节实验的基础上，加入积分作用，观察被控制量是否能回到设定值，以验证在 PI 控制下，系统对阶跃扰动无余差存在。记录系统阶跃响应过程曲线数据，及相关过程参数。 3、比例积分微分调节器（PID）控制 a、在 PI 调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，即把 D 打开。然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线数据。 b、选择合适的 δ、Ti 和 Td，用秒表和显示仪表记录一条较满意的过渡过程曲线数据。（阶跃输入可由给定值从 50%突变至 60%来实现）。
五、实验报告要求
1、P 调节器控制时，绘制不同δ值下的阶跃响应曲线。 2、绘制 PI 调节器控制时的阶跃响应曲线。 3、绘制 PID 控制时的阶跃响应曲线。 4、结合实测结果曲线及相关理论，比较 P、PI 和 PID 三种调节器对系统余差和动态性能的影响。
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电路实验指导书

实验一万用表原理及应用实验二电路中电位的研究实验三戴维南定理实验四典型信号的观察与测量实验五变压器的原副边识别与同名端测试

实验一万用表原理及使用一、实验目的 1、熟悉万用表的面板结构以及各旋钮各档位的作用。 2、掌握万用表测电阻、电压、电流等电路常用量大小的方法。二、实验原理 1、万用表基本结构及工作原理万用表分为指针式万用表、数字式万用表。从外观上万用表由万用表表笔及表体组成。从结构上是由转换开关、测量电路、模/数转换电路、显示部分组成。指针万用表外观图见后附。其基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，因此通过在表头上并联串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压、电阻等。万用表是比较精密的仪器，如若使用不当，不仅会造成测量不准确且极易损坏。 1）直流电流表：并联一个小电阻 2）直流电压表：串联一个大电阻 3）交流电压表：在直流电压表基础上加入二极管 4）欧姆表

2、万用表的使用（1）熟悉表盘上的各个符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。（2）使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。（3）选择表笔插孔的位置。（4）根据被测量的种类和大小，选择转换开关的档位和量程，找出对应的刻度线。（5）测量直流电压 a.测量电压时要选择好量程，量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程。然后逐步减小到合适的量程。 b.将转换开关调至直流电压档合适的量程档位，万用表的两表笔和被测电路与负载并联即可。 c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。（6）测直流电流 a.将万用表转换开关置于直流电流档合适的量程档位，量程的选择方法与电压测量一样。 b.测量时先要断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧坏仪表。 c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。（7）测电阻 a.选择合适的倍率档。万用表欧姆档的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度较稀的部分为宜，且指针接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3~2/3之间。

电子技术基础实验指导书

《电子技术基础》实验指导书电子技术课组编信息与通信工程学院

实验一常用电子仪器的使用一、实验类型-操作型二、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。三、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点： 1）、寻找扫描光迹将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。） 2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。 3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。 4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被

09自动化《过程控制系统》实验指导书

实验1 用曲线拟合法估计模型参数实验目的： 1) 掌握用曲线拟合法测试对象动态特性； 2) 熟悉MATLAB 仿真平台。实验原理：图1.1 输入-输出过程模型在如图1.1 所示的过程模型中，可以通过实验测试或依据积累的操作数据，用数学方法得出过程的经验模型。在获取了输入输出数据后，进行曲线拟合，可采用计算机和相关的软件实现。首先根据实验数据和其它验前知识，假定对象的模型结构，然后最小化模型输出)(t y 和实际输出y(t)在采样点上的误差平方和，即 ∑=-=n i i i t y t y J 1 2))()((min 进行搜索时，当J 最小时相应的对象参数即为最优参数。式中，n 为计算数据的个数。优化的算法很多，如共轭梯度法、最速下降法、Powell 法、单纯型法、罚函数法等。本实验利用MA TLAB 优化工具箱中的“lsqcurvefit”函数对过程阶跃响应曲线进行拟合，用户假定模型的结构，编写相应的fun 函数，即ym=fun (x , t )，其中x 为模型的参数向量，待确定，t 为时间向量。给出待估计参数的初始值x0，调用曲线拟合函数计算模型参数向量的估计值x ，格式为x = lsqcurvefit (fun , x 0, t , y )，其中y 为与时间向量t 对应的输出实验数据。实验要求： 1) 用SIMULINK 工具箱搭建如图1.2所示的开环对象测试系统，模拟实验测试环节获取输入输出数据，此处输入采用单位阶跃信号。设置合适的“start time”和“stop time”，使得能够得到一个完整的动态过程。仿真类型设置为“Fixed -step”，并设置合适的计算步长（0.01～0.1）。输入输出数据保存在dataty.mat 文件中，设置变量名为ty ；run 之后，可在命令窗口中输入load dataty.mat 将数据文件中的数据读入工作空间中，然后用size(ty)查看

通信工程专业综合实验指导书

通信工程专业综合实验指导书 XX建筑大学信息与电气工程学院通信工程教研室 2009年3月

实验一、学习数字通信系统的SystemView仿真软件一、实验目的 1．了解SystemView软件，学习数字通信系统SystemView仿真软件的使用方法，为实际的仿真应用打下良好的基础。 2．掌握软件设计和仿真的方法。二、实验说明 SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。使用它，用户可以用图符（Token）去描述自己的系统，无需与复杂的程序语言打交道，不用写代码即可完成各种系统的设计与仿真。利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。 SystemView的图符资源十分丰富，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。还可进行CDMA通信系统和数字电视业务的分析；用户还可以自己用C语言编写自己的用户自定义库。 SystemView能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。在系统设计和仿真方面，SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形，也可完成对仿真运行结果的各种运算、频谱分析、滤波。三、实验设备四、实验内容 1．安装SystemView，对该软件有一个感性认识

根据SystemView安装软件说明，在电脑上安装SystemView软件。 2．了解SystemView设计窗口启动SystemView后就会出现如图1所示的系统设计窗口。它包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计窗工作区。其中设计窗口工作区是用于设置、连接各种图符以创建系统，进行系统仿真等操作；提示栏用于显示系统仿真的状态信息、功能快捷键的功能信息提示和图符的参数显示；滚动条用于移动观察当前的工作区域。当鼠标器位于功能图符上时，则该图符的具体参数就会自动弹出显示。 3．了解SystemView图符库 SystemView的图标库可分为3种，即基本库、专业库以及用户扩展库。分别了解相关图库的功能，便于后续设计使用。 4.了解SystemView分析窗口

电路原理实验指导书(2019)

电路原理实验指导书(2019) 电路基础实验指导书天津工业大学机电学院 2019. 1 目录实验一电路元件伏安特性的测绘 ........................................................................... ............................ 1 实验二叠加原理的验证 ........................................................................... .............................................. 4 实验三戴维南定理有源二端网络等效参数的测定 (6) 实验四 R、L、C串联谐振电路的研究 ........................................................................... ................. 10 实验五RC一阶电路的响应测试 ........................................................................... . (13) 实验一电路元件伏安特性的测绘一、实验目的 1. 学会识别常用电路元件的方法。 2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。 3. 掌握实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。 1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1中a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻” 的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图1-1中b曲线所示。

过控控制系统综合设计实验

过程控制系统综合设计实验报告项目：过程控制系统综合设计班级：自动化133 姓名：学号：指导老师：一：实验目的及要求目的： 1.结合比值控制系统、串级控制系统、前馈反馈控制系统、解耦控制系统的实施，掌握DDC系统应用，以及安装； 2.掌握P900系列智能调节器的参数整定与操作； 3.掌握各类标准信号的测定方法； 4.掌握传感器、执行器的使用； 5.掌握数学建模方法以及PID参数的整定方法。

要求： 1、按照实验指导书上的任务完成实验内容； 2、记录数据以及实验结果，保存实验结果图； 3、完成实验报告的设计，撰写，分析并处理实验结果； 4、进行答辩。

二：实验过程及实验结果实验一、长滞后环节温度PID 控制实验一、实验目的 1、熟悉纯滞后（温度）对象的数学模型及其阶跃响应曲线。 2、根据由实际测得的纯滞后（温度）阶跃响应曲线，分析加热系统的飞升特性。二、实验器材 CS4100型过程控制实验装置配置：C3000过程控制器、实验连接线。三、实验原理整个纯滞后系统如图4-1所示，加热水箱为纯滞后水箱提供热水，在加热水箱的出水口即纯滞后水箱的进水口装有温度传感器。纯滞后水箱，中间固定有一根有机玻璃圆柱，9块隔板呈环形排布在圆柱周围，将整个水箱分隔为9个扇形区间，热水首先流入A 区间，再由底部进入B 区间，流过B 区间后再由顶部进入C 区间，如此再依次流过D 、E 、F 、G 、H 最后从I 区间流出，测温点设在E 、H 区间，当A 区间进水水温发生变化时，各区间的水温要隔一段时间才发生变化，当进水水流流速稳定在1.5L/Min 时，与进水水温T1相比E 区间的水温T2滞后时间常数τ约为4分钟，H 区间的水温T3滞后时间常数τ约为8分钟。各隔板的上沿均低于水箱的外沿，这样如果水流意外过大则会漫过各隔板直接进入I 区间再流出。 A B C D E F G H I t2 t3 六号纯滞后水箱五号加热水箱调压模块手动设定 Q t1 图3-1 纯滞后系统示意图

电路实验指导书-

电路分析实验指导书安徽科技学院数理与信息工程学院

实验内容实验一电阻元件伏安特性的测量一、实验目的（1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方法。（2）学习直流稳压电源、万用表、直流电流表、电压表的使用方法。二、实验原理及说明（1）元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标（纵坐标），电流取为纵坐标（横坐标），画出电压和电流的关系曲线，这条曲线称为该元件的伏安特性。（2）线性电阻元件的伏安特性在μ－ｉ（或ｉ－μ）平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压或电流的方向无关，是双向性的元件，如图2.1－1，元件上的电压和元件电流之间的关系服从欧姆定律。元件的电阻值可由下式确定：α=μ= tg m m i R i u ，其中m u 、m i 分别为电压和电流在μ－ｉ平面坐标上的比例尺，α是伏安特性直线与电流轴之间的夹角。我们经常使用的电阻器，如金属膜电阻、绕线电阻等的伏安特性近似为直线，而电灯、电炉等器件的伏安特性曲线或多或少都是非线性的。（3）非线性电阻元件的伏安特性不是一条通过原点的直线，所以元件上电压和元件电流之间不服从欧姆定律，而元件电阻将随电压或电流的改变而改变。有些非线性电阻元件的伏安特性还与电压或电流的方向有关，也就是说，当元件两端施加的电压方向不同时，流过它的电流完全不同，如晶体二极管、发光管等，就是单向元件，见图2.1－2。根据常见非线性电阻元件的伏安特性，一般可分为下述三种类型： 1）电流控制型电阻元件。如果元件的端电压是流过该元件电流的单值函数，则称为电流控制型电阻元件，如图2.1－3（a ）所示。 2）电压控制型电阻元件。如果通过元件的电流是该元件端电压的单值函数，则称为电压控制型电阻元件，如图2.1－3(b)所示。 3）如果元件的伏安特性曲线是单调增加或减小的。则该元件既是电流控制型又是电压控制型的电阻元件，如图2.1－3（c ）所示。 (4）元件的伏安特性，可以通过实验方法测定。用电流表、电压表测定伏安特性的方法，叫伏安法。测试线性电阻元件的伏安特性，可采用改变元件两端电压测电流的方法得到，或采取改变通过元件的电流而测电压的方法得到。

A3000高级过程控制系统实验指导书V

HUATEC A3000过程控制实验系统实验指导书 V3.0 华晟高科教学仪器编制

目录第一章安全注意事项与设备使用 ................................................ - 1 - 1.1防止触电 ................................................................................. - 1 - 1.2防止烫伤 ................................................................................. - 2 - 1.3防止损坏 ................................................................................. - 2 - 1.4现场系统组成............................................................................ - 2 - 1.5控制系统组成............................................................................ - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ..................................................... - 5 -实验1 实验系统认知 ....................................................................... - 5 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用 ....................................................- 10 - 实验3 组态软件编程和数据获取.........................................................- 18 - 实验4 PLC系统通讯和使用...............................................................- 21 - 实验5 PLC Step7编程...................................................................- 28 - 实验6 现场总线技术与DCS实验 ........................................................- 33 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 .............................................. - 41 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验..............................................- 41 - 实验2 水泵负载特性测量实验 ...........................................................- 46 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验..............................................- 48 - 实验4 电动调节阀特性测量实验.........................................................- 51 - 实验5 调压器特性测量实验 ..............................................................- 53 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验 ...................................................- 55 - 第四章工业系统对象特性的测定研究......................................... - 59 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验..............................................- 59 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验..............................................- 62 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验 .....................................- 65 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验...................................- 67 - 实验5 锅炉与加热器对象数学模型实验 ................................................- 70 - 实验6 滞后管数学模型实验 ..............................................................- 73 - 实验7 换热机组数学模型实验 ...........................................................- 76 - 第五章简单设计型控制实验 ................................................... - 80 -实验1 单闭环流量控制实验 ..............................................................- 80 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验......................................................- 83 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验......................................................- 89 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验......................................................- 93 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验......................................................- 95 - 实验6 锅炉水温定值控制实验 ...........................................................- 99 - 实验7 换热器水温单回路控制实验.................................................... - 102 - 实验8 联锁控制系统实验............................................................... - 105 - 实验9 单闭环压力控制实验 ............................................................ - 109 - 第六章复杂设计型控制系统 .................................................. - 111 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验.......................................... - 111 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验 ................................................. - 120 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验.............................. - 125 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验 ................................................. - 128 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验............................................ - 131 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验 ................................... - 135 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验............................................ - 138 -

WDT-IIIC综合实验指导书

第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验

电路实验指导书

实验一元件伏安特性的测试一、实验目的 1．掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。 2．学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。二、实验说明电阻性元件的特性可用其端电压U与通过它的电源I之间的函数关系来表示，这种U与I的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在U~I平面上，则称为伏安特性曲线。 1．线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1－1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有这种特性。－1 图半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用表示，其伏安特性如图1－2所示。由图可见，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时，二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。 2．电压源能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1－3（a）所示。理想电压源实际上是存在的，实际电压源总具有一定的能量损失，这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1－3b）。其端口的电压与电流的关系为： s s IR U U- = 式中电阻 s R为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1－3b 所示。显然实际电压源的内阻越小，其特性越接近理想电压源。实验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范围内变化时，可以近似地当作理想电压源来处理。（a）（b） i s I 1

电路分析基础实验指导书

《电路分析基础》实验教学指导书课程编号： 1038171002 湘潭大学信息工程学院 2011年 03 月 20 日

前言一、实验总体目标初步具备电压表、电流表、万用表等电工实验设备的操作使用能力和电路仿真软件的应用能力，根据实验任务确定实验方案、设计实验线路和选择仪器设备，正确测量参数和处理数据。二、适用专业年级电子信息工程、通信工程专业一年级本科学生。三、先修课程《高等数学》、《大学物理》。四、实验项目及课时分配每组实验实验项目实验要求实验类型人数学时实验一电阻电路测量与分析综合实验必须综合性14实验二电源等效电路综合实验必须综合性14实验三动态电路仿真实验必须综合性14实验四RC频率特性和 RLC谐振仿真实验必须综合性14五、实验环境电工综合实验台：40 套。主要配置：直流电路模块实验板、动态电路模块实验板、多路直流电压源、多路直流电流源、信号源、直流电压表、直流电流表、示波器等。 Multisim电路仿真分析软件。六、实验总体要求 1、正确使用电压表、电流表、万用表、功率表以及一些电工实验设备； 2、按电路图联接实验线路和合理布线，能初步分析并排除故障； 3、认真观察实验现象，正确读取实验数据和记录实验波形并加以检查和判断，正确书写实验报告和分析实验结果； 4、正确运用实验手段来验证一些定理和结论。 5、具有根据实验任务确定实验方案、设计实验线路和选择仪器设备的初步能力。 6、按每次实验的具体要求认真填写实验报告。七、本课程实验的重点、难点及教学方法建议本课程实验的重点是仪表的正确使用、电路的正确连接、数据测试和分析；本课程实验的难点是动态电路参数测试和分析。在教学方法上，本课程实验应提前预习，使学生能够利用原理指导实验，利用实验加深对电路原理的理解，掌握分析电路、测试电路的基本方法。

综合实验试验指导书(一)

综合实验实验指导书福建工程学院土木工程学院 2013年12月

学生实验守则 1、实验前应认真按教师布置进行预习，明确实验目的、要求，掌握实验内容、方法和步骤。 2、实验前的准备工作，经指导教师或实验技术人员检查，合格后方可进行实验。实验过程中认真观察各种现象，记录实验数据，不能马虎的抄袭。实验完毕必须整理好本组实验仪器，并经指导教师或实验技术人员验收后，方可离开。实验后，认真分析实验结果，正确处理数据，细心制作图表，做好实验报告。不符合要求者，应重做。 3、实验室内必须保持安静，不准高声喧哗打闹，不准抽烟，随地吐痰，乱抛纸屑杂物，不准做与实验无关的事。不准穿背心、裤衩、拖鞋（除规定须换专业拖鞋外)或赤脚进入实验室。 4、必须严格遵守实验制订的各项规章制度，认真执行操作规程。注意人身和设备安全。 5、爱护国家财物。节约水电和药品器材，不得动用他组的仪器、工具材料。凡损坏仪器、工具者应检查原因，填写报损单，并依照管理办法赔偿损失。前言

为了达到预期目的，试验课必须注意以下几方面问题： 1、试验前认真预习指导书和课本有关内容，同时应复习其它已学有关课程的有关章节，充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤，并进行一些必要的理论计算。一些控制值的计算工作，试验前必须做好。 2、较大的小组试验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个试验过程，直至全组试验报告都上交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确分工，协调工作，不得擅离各自的岗位。 3、试验开始前。必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，荷载是否为零，安全措施是否有效，各项准备工作是否完成，要经指导教师检查通过后，试验才能开始。 4、试验时应严肃认真，密切注意观察试验现象，及时加以分析和记录，要以严谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。 5、严格遵守实验室的规章制度，非试验用仪器设备不要乱动；试验用仪器、仪表、设备，要严格按规程进行操作，遇有问题及时向指导教师报告。 6、试验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 7、试验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，以后小心卸下仪器、仪表，擦净、放妥、清点归还，经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。 8、试验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原始数据外，严禁抄袭。 9、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚。 10、经教师认可，试验也允许采用另外方案进行。试验一量测仪器的参观与操作练习

乐高实验指导书1

创新综合实验

目录第一部分课程总览 (3) 第二部分综合实验 (6) Lab1 光电传感器自动跟踪小车 (6) Lab2 光电传感器测距功能测试 (8) Lab3 光电传感器位移传感应用 (12) Lab4 超声波传感器测试 (13) Lab5 超声波传感器位移传感应用 (17) 第三部分创新实验 a)双轮自平衡机器人； b)碰触传感机器人设计（基于Microsoft Robotics Studio平台）； c)寻线机器人的仿真和建模及实例（基于Lejos-Osek 设计一个机器人的实例）； d)自己提出一个合理的项目

第一部分课程总览 1．目的与意义提倡“素质教育”、全面培养和提高学生的创新以及综合设计能力是当前高等工科院校实验教学改革的主要目标之一。为适应素质教育的要求，高等工科院校的实验课程正经历着从“单一型”“验证型”向“设计型”“开放型”的变革过程。我院测试及控制类课程《电工电子技术》《测试技术》《微机原理及接口技术》等课程涵盖了机械设备及加工过程测试控制相关的电子电路、传感器、信号处理、接口、控制原理、测控计算机软件等理论及技术，具有综合性、实践性强的特点，但目前各课程的实验教学存在着孤立、分散、缺乏系统性的问题。为促进机械工程学科学生对于计算机测控技术的工程创新设计能力、促进相关理论知识的理解和灵活应用，本机电一体化创新综合实验以丹麦乐高（LEGO）公司教育部开发的积木式教学组件－智力风暴( MINDSTORMS)为基础进行。采用LEGO MINDSTORMS 为基础建立开放型创新实验室,并根据我院测试及控制类课程《电工电子技术》《测试技术》《微机原理及接口技术》等课程设计多层次的综合创新实验设计项目，具有技术综合性和趣味性以及挑战性，能有效激发学生的学习兴趣，使学生在实践项目的过程中激发和强化他们的创造力、动手能力、协作能力、综合能力和进取精神；可使学生在实施项目的过程中对材料、机械、电子、计算机硬件、软件均有直观的认知并掌握机械工程测试与控制的综合分析设计能力。 2．实验基础 2.1 LEGO MINDSTORMS 控制器硬件要求认识和理解RCX、NXT的基本结构，输入输出设备及接口，DCP传感器及接口，并熟练进行连接与操作。 2.2根据具体的实验要求选择适合的软件 ?Microsoft Robotics Studio基础 ?VPL编程 ?Microsoft Robotics Studio软件 ?Robolab软件 ?NXT软件 ?Matlab等等 2.3授课方式：课堂讲授，编程以自学为主参考书： a)LEGO快速入门 b)乐高组件和ROBOLAB软件在工程学中的应用 c)ROBOLAB2.9编程指南 d)ROBOLAB研究者指南

数字电路实验指导书2016

***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 数字电路实验指导书广东技术师范学院天河学院电气工程系

目录实验系统概术 (3) 一、主要技术性能 (3) 二、数字电路实验系统基本组成 (4) 三、使用方法 (12) 四、故障排除 (13) 五、基本实验部分 (14) 实验一门电路逻辑功能及测试 (14) 实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） (18) 实验三译码器和数据选择器 (43) 实验四触发器（一）R-S，D，J-K (22) 实验五时序电路测试及研究 (28) 实验六集成计数器161（设计） (30) 实验七555时基电路(综合) (33) 实验八四路优先判决电路(综合) (43) 附录一DSG-5B型面板图 (45) 附录二DSG-5D3型面板图 (47) 附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48) 附录四半导体集成电路型号命名法 (51) 附录五集成电路引脚图 (54)

实验系统概述本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA 设计的大门。一、主要技术性能 1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。输入：AC220V±10% 输出：DC5V/2A DC±12V/0.5A 2、信号源：（1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。（2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。（3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。（4）函数信号发生器输出波形：方波、三角波、正弦波频率范围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。 3、16位逻辑电平开关（K0~K15）可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。 4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。

电子电路基础实验指导书2011版本

计算机硬件综合实验电子电路实验指导书南京师范大学 2011.2

目录实验一基尔霍夫定律、迭加原理和戴维南定理 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验仪器设备 (3) 三、实验内容及步骤 (3) 四、实验报告要求 (5) 实验二LC并联谐振电路的频率特性 (6) 一、实验目的 (6) 二、实验仪器设备 (6) 三、实验内容及步骤 (6) 四、实验报告要求 (7) 实验三示波器的使用与一阶RC电路的响应 (8) 一、实验目的 (8) 二、实验仪器设备 (8) 三、实验内容及步骤 (8) 四、实验报告要求 (9) 实验四三极管的电流控制作用 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验仪器及设备 (10) 三、实验内容及步骤 (10) 四、实验报告要求 (12) 实验五单管交流放大电路 (13) 一、实验目的 (13) 二、实验仪器设备 (13) 三、实验内容与步骤 (13) 四、实验报告要求 (15) 实验六集成运放应用电路综合实验 (16) 一、实验目的 (16) 二、实验仪器设备 (16) 三、实验内容与步骤 (16) 四、实验报告要求 (19) 实验板器件位置图 (20)

实验一基尔霍夫定律、迭加原理和戴维南定理一、实验目的 1. 通过实验验证电路分析的基本定律基尔霍夫定律，并加深理解； 2. 通过实验验证线性电路的重要定理，加深理解； 3. 加深对参考方向的理解； 4. 学习线性含源单口网络等效电路参数的测量方法。二、实验仪器设备 1. 计算机硬件综合实验箱 2. 数字万用表 3. 电路电子实验板三、实验内容及步骤 1.基尔霍夫定律、线性原理和迭加原理的验证首先，以实验板上的电阻网络为基础，按图1-1接线：连接b-b′，并将d 点接地，再按照表1-1所示的工作状态，依次将a 、c 两点分别接入相应的电源。然后，按照表中要求，测量有关各支路的电压，并将结果记录于表1-1中。注意：①若U S1由0改为5V ,则应将原来的连线“a→d ”改为“a→+5V ”；同理，若U S2由+15V 改为0，也应通过“c→+15V”与“c→d”之间连线的转换来改变，以确保不将电源短路。②5V 、10V 直流（可调）电压源U s1：可由实验板左上角的直流稳压电路的输出端口获得（需外加12V 交流电压，并对稳压电路作适当连接）。分析表1-1记录的数据，不仅可以验证基尔霍夫的两条定律，还可以验证线性原理、叠加原理。分析数据的表格请自拟。 +U S2 220Ω 510Ω 图1-1　验证叠加原理和基尔霍夫定律 +U

过控实验指导书最新本科

《过程控制系统》安阳工学院电子信息与电气工程学院

一、实验目的 1．掌握双容水箱特性的阶跃响应曲线测试方法； 2．根据由实验测得双容液位的阶跃响应曲线，确定其特征参数K、T1、T2及传递函数；3．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。二、实验条件 1．THJ－3型高级过程控制系统实验装置； 2．计算机、组态王工控组态软件、RS232/485转换器1只、串口线1根； 3．万用表1只。三、实验原理图2-1 双容水箱对象特性测试系统

G(s)=G 1(s)G 2 (s)=1 2 1212 k k K T1T1(T1)(T1) s s s s ?= ++++ (2-1) 式中K＝k 1 k 2 ，为双容水箱的放大系数，T 1 、T 2 分别为两个水箱的时间常数。本实验中被测量为中水箱的液位，当上水箱输入量有一阶跃增量变化时，两水箱的液位变化曲线如图2-2所示。由图2-2可见，上水箱液位的响应曲线为一单调上升的指数函数（图2-2(a)）；而下水箱液位的响应曲线则呈S形曲线（图2-2(b) ），即下水箱的液位响应滞后了，它滞后的时间与阀F1-10和F1-11的开度大小密切相关。图2-2 双容水箱液位的阶跃响应曲线（a）中水箱液位（b）下水箱液位双容对象两个惯性环节的时间常数可按下述方法来确定。在图2-3所示的阶跃响应曲线上求取： (1) h 2 （t）| t=t1 =0.4 h 2 (∞)时曲线上的点B和对应的时间t 1 ； (2) h 2 （t）| t=t2 =0.8 h 2 (∞)时曲线上的点C和对应的时间t 2 。图2-3 双容水箱液位的阶跃响应曲线然后，利用下面的近似公式计算式阶跃输入量输入稳态值 = ∞ = O h x ) ( K2 (2-2) 2.16 t t T T2 1 2 1 + ≈ + (2-3) ) 55 .0 74 .1( ) T (T T T 2 1 2 2 1 2 1- ≈ +t t (2-4) 0.32〈t 1 /t 2 〈0.46 由上述两式中解出T 1 和T 2 ，于是得到如式（2-1）所示的传递函数。在改变相应的阀门开度后，对象可能出现滞后特性，这时可由S形曲线的拐点P 处作一切线，它与时间轴的交点为A，OA对应的时间即为对象响应的滞后时间τ。于是得到双容滞后（二阶滞后）对象的传递函数为： G（S）= )1 )(1 ( 2 1 + +S T S T K S eτ- (2-5)

电路分析基础实训

电路分析基础实验指导书实验课程名称电路分析基础院系部机电工程系指导老师姓名张裴裴 2015 — 2016学年第2学期

实验一直流电路的认识实验一、实验目的 1.了解实验室规则、实验操作规程、安全用电常识。 2.熟悉实验室供电情况和实验电源、实验设备情况。 3.学习电阻、电压、电流的测量方法，初步掌握数字万用表、交直流毫安表的使用方法。 4.学习电阻串并联电路的连接方法，掌握分压、分流关系。二、实验仪器 1.电工实验台一套 2.数字万用表一块 3.直流稳压源一台 4.直流电压表一只 5.直流电流表一只 6.电路原理箱（或其它实验设备） 7.电阻若干只 8.导线若干三、实验步骤 1、认识和熟悉电路实验台设备及本次实验的相关设备 ①电路原理箱及其上面的实验电路版块； ②数字万用表的正确使用方法及其量程的选择； ③直流电压表、直流电流表的正确使用方法及其量程的选择。 2.电阻的测量（1）用数字万用表的欧姆档测电阻，万用表的红表棒插在电表下方的“VΩ”插孔中，黑表棒插在电表下方的“COM”插孔中。选择实验原理箱上的电阻或实验室其它电阻作为待测电阻，欧姆档的量程应根据待测电阻的数值合理

选取。将数据记录在表1，把测量所得数值与电阻的标称值进行对照比较，得出误差结论。图1-1 将图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中，注意带上单位。开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。（1）按实验线路图1-2连接电路（图中A 、B 两点处表示电流表接入点）。 2 S 2