1、ACES自动控制综合实验系统简介

自动控制综合实验系统简介

自动控制综合实验台+配套连接线+ACES -Ⅲ软件+计算机（选购） 自动控制综合实验台（如图1）参数： 体积：长1400mm 宽700mm 高1445mm 重量：小于150Kg 电源：AC220V 功耗：小于350W

一．实验台面板简介

自动控制综合实验台由四大电路区组成：信号源区、实验电路区、开关电路区、控制对象区.

如图所示。

1．信号源区

信号源区包括了信号源、基准电压和虚拟示波器接口等10个功能区，各部分功能如下：

a)阶跃信号源

可以产生0V～5V，-5V～+5V的阶跃信号；0V～5V可调阶跃信号；

-5V～+5V对称可调阶跃信号。

b)标准信号源

提供频率从0.1Hz～300Hz可调和幅度可调的正弦波、方波和三角波信号。

c)函数发生器

函数发生器可以产生周期和幅值均可调的阶跃信号、斜波信号、抛物线信号和脉冲干扰信号。其中“函数启动停止”开关是函数输出的控

制开关，当拨至启动情况下可按照调频旋钮所设置的频率连续反复输出

选定函数，并同时对实验电路区中各个模块中的电容进行反复复位工作，使运放输出正确地响应函数的每次输入。

注意：每次实验前请将“函数启动停止”开关拨至停止处，以避免实验过程中各个实验电路区的模块反复复位。可根据实验指导书中的要

求对函数进行启动操作。

“函数启动停止”开关是多功能开关，在自动控制实验中有很重要的作用，特别是对含有电容的实验环节，函数启动开关负责对电容的放

电复位，必须恰当使用该开关，详细使用方法，参考不同的实验要求。

d)非线性信号源

将线性信号转换为有死区（-4V～+4V）的非线性信号。

e)采样保持器

两路采样周期不同的零阶采样保持器和采样脉冲发生器。

f)基准电压源：

+5V、-5V两个可调基准电压源。

g)可调电压源

提供从-10V～+10V连续可调的电压源，手动调节电位器实现。

h)虚拟示波器接口

示波器接口可将实验中需要观测的信号接入数据处理系统，送软件

显示处理。 i) AD 转换输入口

提供两路AD 转换，输入电压范围为-10V ～+10V 。

j) DA 转换输出口

DA 输出通道一个，提供不同的输出电压范围0～5V ，-5V ～+5V 和-10V ～+10V 分别独立引出。

详细说明如下：

2．实验电路区

实验电路区提供10个独立的电路环节：6个常规实验环节和4个备用实验环节。

实验台提供了六个常规实验电路区，以便学生在实验中构建各种电路环节。每个实验区的电路都是典型的运放反相放大器结构，反相输入端所接元件和反相输入端与输出端所接反馈元件通过开关选择，输入元件和反馈元件各有八种不同的组合形式可供选择，而且输入和反馈均有一个可调电位器可供选择，便于灵活实现不同的实验参数设置和调节，为自行设计实验提供方便。如图3为电路区1功能面板示意图。

输入端有四个独立的输入点，一个求和点，输出端有一个输出点与一个经过内部运放反相1：1放大的反相输出点，这个反相输出端在搭建反馈电路需要信号反相时很有用，不仅可以省去一个电路环节的搭建，而且相当于增加了电路环节，简化了电路连接。如果六个常规实验区在实验中都使用到反相器时，相当于有12个实验电路环节。从实验电路的结构上可以看到，六个实验电路区由运放和阻容元件，组成各种基本环节，如比例、微分、积分、PID和惯性等环节，对不同的实验，可以通过开关选择不同的电阻电容，实现参数调整，实验区中提供的阻容参数可以完成实验指导书中的各种实验，也可以使用灵活的电位器调节方式，完成自行设计的多种实验。

在本实验指导书提供的实验电路的设计图中，A1、A2、A3、A4、A5、A6六个实验电路区的运放的元件连接关系在面板上可以直接找到，有些实验电路环节设计时需要1：1的反相运放环节，这时为了方便实验连线，通常采用相应实验电路区的运放反相输出，反相输出在原理图中通常用“/A1”“/A2”“/A3”“/A4”“/A5”“/A6”运放符号表示。

实验台还提供了一个备用实验电路区，具有四个独立的运放，每个运放的同相输入端、反相输入端和输出端都独立引出，用户可以自由使用，搭建自己设计的电路。在备用区中分别有两个可以数字调节的电阻和电容，两个数字电阻的电阻值调节档值是1.0KΩ，调节范围是1.0KΩ至999KΩ，两个数字电容器的调节档值是1.0μF,调节范围是1.0μF至10μF。另外提供了一些常用的稳压二极管、普通二极管、电阻和电容等。供老师学生组建特殊实验电路时引用，开发自己设计的实验，便于课程设计、自制实验等灵活性较大的教学活动。

其中常规实验环节示意图如下

3开关电路区

二．ACES软件系统使用说明

1、系统主界面

ACES软件示波器具有双路通道（CH1、CH2），与实验台上的CH1、CH2相对应。示波器软件界面共有七块区域如图4所示：

图4 ACES软件示波器界面

（1）信号显示区

显示区具有横坐标和纵坐标，横坐标表示时间（S），纵坐标表示幅值（V）。显示区左右两侧和上方各有一个可调滑块，通过调节左右两侧滑

块的所在位置可以改变相应通道信号在纵坐标上的零点起始位置，其中左侧滑块控制CH1通道，右侧滑块控制CH2通道；上方滑块控制信号在横

坐标上的左右平移。ACES示波器具有直接读取单点坐标值的功能，信号

显示区中有一红色十字光标，可用鼠标抓取该红色光标，放置在显示区的

任意点位置，即可获得该点的坐标值。示波器界面上有两个浅蓝色十字线，可直接抓取该十字线，放置在显示区的被测位置，即可获得该点的坐标值。