机械控制理论实验指导书-2010
机械原理实验指导书2005-10
实验指导书GUIDE BOOK FOR EXPERIMENT张云文李海涛姚海蓉编著AND目录CONTENTS说明 (1)前言 (2)实验一 机构运动简图测绘实验 (3)实验二 机构运动参数测试实验 (6)实验三 机构组合创新设计实验 (12)实验四 转子动平衡实验 (16)附录1 PCL-812PG数据采集与分析系统使用说明 (19)附录2 机构应用工程实例 (21)说明Brief Instruction机械原理是机械类专业的一门主干技术基础课，强调与工程实践应用相结合，以帮助培养同学们分析和解决工程实际问题的能力。
实验环节是课程的重要实践环节，不仅可以籍此巩固理论知识，而且对培养同学们的工程实践认知能力和创新能力具有重要意义。
机械原理共56学时。
理论教学50学时，实验学时6学时。
根据国家教委“高等工业学校机械设计基础课程的教学基本要求”，以我校的教学计划为依据，本着“培养学生综合设计能力”的教学宗旨，开设了机构运动简图测绘实验（实验一）、机构运动参数测试实验（实验二）、机构组合创新设计实验（实验三）、转子动平衡实验（实验四）作为机械原理的基本实验内容。
其中，动平衡实验由于设备老化，目前设备达到的教学效果完全可以由课内教学实现，因此目前该实验暂时取消。
待购置现代动平衡试验设备后即可随时开设。
此外，已在部分班级试点选修实验——范成实验的计算机虚拟实现、选做研究项目运动参数测试实验台的软硬件改进设计等。
同时，还拟开设选修实验——范成实验的模型实现，综合性、开放性实验——运动方案分析实验。
这部分实验内容暂时单独成篇，待条件成熟即可列入本实验指导书。
附录2中的机构应用工程实例是为了开阔同学们的视野，其实是工程实际中实现某种功能的一个运动方案，而决不是唯一的、或最好的解。
实验考核成绩分预习、实验操作、实验报告三部分。
实验成绩并入课程总成绩，约占10%。
为便于同学们预习，了解实验内容，完成实验报告，特编著本实验指导书。
Lab_act教师用实验指导书自控
前言前言自动控制理论的形成和发展经历了近半个世纪的历程。
现代数字计算机的迅速发展，为自动控制技术的应用开辟了广阔的前景。
自动控制技术的广泛应用不仅能够使生产设备或过程实现自动化，而且在人类征服大自然、探索新能源、发展空间技术和改善人民生活等方面都起着极其重要的作用。
“自动控制原理”是自动控制、自动化、电子技术、电气技术、精密仪器等专业教学中的—门重要专业基础课程。
实验作为感性认知的重要渠道构成教学环节中必不可少的一环。
上海埃威航空电子有限公司推出了爱迪克labACT自控/计控原理教学实验系统。
本公司隶属于航空工业总公司第615研究所，我们一贯以航空产品的要求来研制和生产产品，我们的口号是：“用户至上，质量第一，追求卓越，不断改进”。
爱迪克labACT自控/计控原理教学实验系统具有以下突出特点，有效地提高了实验系统的实验效果和性价比：1、采用模块式结构，可构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统。
被控实验对象构建方便，含有9个放大器和一个比较器，0~999.9KΩ的直读式可变电阻和0~0.7uf的直读式可变电容。
标准实验部分只需使用短路套连接即可，直观且简化了实验操作和设备管理。
扩充环节可以灵活搭建多种不同参数的系统。
2、元器件的选用上，我们都采用了较高精度元器件。
例如放大器采用了高精度、低漂移的OP07，电阻选用0.5%精度，电容选用5%精度，使之实验结果更接近于理论值。
3、实验系统自带多种信号源，足以满足实验的要求。
有信号发生器、函数发生器、正弦波发生器，其中正弦波信号源采用幅度和频率较为稳定的ICL8038集成电路。
4、labACT自控/计控原理教学实验系统加了外接接口模块，可以容易的扩展外设接口。
（1）烤箱控制实验通道选用了铂电阻PT100作为检测传感器。
（2）电机驱动和检测通道。
（3）单回路可编程调节器通道。
（2路A/D输入、1路D/A输出、4路开关量输入、4路开关量输出）5、系统集成软件提供的虚拟示波器功能可实时、清晰的观察控制系统各项静态、动态特性．方便了对模拟控制系统特性的研究。
机械设计课程设计指导书pdf
机械设计课程设计指导书 pdf一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机械设计的基本原理和方法，包括力学分析、材料选择、结构设计等；2. 学习并运用机械设计的相关软件工具，如CAD、SolidWorks等，进行三维建模和工程图绘制；3. 掌握机械设备的传动系统、控制系统及传感器的选型和设计原则。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成机械部件的设计与计算，包括但不限于齿轮、轴、联轴器等；2. 能够通过团队协作，完成一个简单的机械装置的设计、制作和调试，提高动手实践和问题解决能力；3. 能够运用机械设计软件进行模型的构建，提升计算机辅助设计能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的创新意识，激发对机械设计的兴趣，形成积极主动探究的学习态度；2. 通过课程学习，增强学生的工程意识，理解机械设计在工业发展中的重要性，培养社会责任感；3. 增强团队协作意识，理解团队合作在机械设计过程中的必要性，培养沟通与协作能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握必要理论知识的基础上，通过实践操作，将知识内化为具体的设计能力。
目标设定既注重基础知识的巩固，也关注学生创新能力及合作精神的培养，为学生的未来学习和职业发展奠定坚实基础。
二、教学内容1. 机械设计基本理论：包括机械设计概述、设计原则与步骤、力学分析基础、材料力学性质及选用；教材章节：第一章 机械设计概述，第二章 机械设计原理与步骤，第三章 力学分析基础，第四章 材料力学。
2. 机械设计常用软件工具：介绍CAD、SolidWorks等软件的基本操作，进行三维建模和工程图绘制；教材章节：第五章 计算机辅助设计，第六章 三维建模与工程图绘制。
3. 机械传动系统设计：包括齿轮、蜗轮、带传动、链传动的设计与计算；教材章节：第七章 传动系统设计，第八章 齿轮设计，第九章 蜗轮设计，第十章 带传动与链传动。
4. 控制系统及传感器设计：介绍控制系统原理，传感器选型及在机械设计中的应用；教材章节：第十一章 控制系统，第十二章 传感器及其应用。
自动控制原理实验指导书
自动控制原理实验指导书内蒙古工业大学电力学院自动化系2012年10月目录实验一典型环节模拟及二阶系统的时域瞬态响应分析 (1)实验二频率特性的测试 (8)实验三控制系统的动态校正 (12)实验四非线性系统的相平面分析 (14)实验五状态反馈 (20)TKKL—1型控制理论电子模拟实验箱使用说明书 (23)实验一 典型环节模拟及二阶系统的时域瞬态响应分析一、实验目的1．通过搭建典型环节模拟电路，熟悉并掌握控制理论电子模拟实验箱的使用方法。
2．了解并掌握各典型环节的传递函数及其特性，掌握用运放搭建电子模拟线路实现典型环节的方法。
3．掌握二阶系统单位阶跃响应的特点，理解二阶系统参数变化对输出响应的影响。
二、实验仪器1．控制理论电子模拟实验箱一台；2．超低频扫描示波器一台；3．万用表一只。
三、实验原理1．典型环节的传递函数及其模拟电路图（1）比例环节图1-1 比例环节的方框图比例环节的方框图如图1-1所示，其传递函数为()()C s K R s （1-1）比例环节的模拟电路图如图1-2所示，其传递函数为21()()R C s R s R = （1-2） 比较式（1-1）和式（1-2），得：21R K R =图1-2 比例环节的模拟电路图当输入为单位阶跃信号，即()1()r t t =时，由式（1-1）得输出() (0)c t K t =≥，其输出波形如图1-3所示。
图1-3 比例环节的单位阶跃响应（2）积分环节图1-4 积分环节的方框图积分环节的方框图如图1-4所示，其传递函数为()1()C s R s Ts= （1-3）图1-5 积分环节的模拟电路图积分环节的模拟电路图如图1-5所示，其传递函数为()1()C s R s RCs= （1-4） 比较式（1-3）和式（1-4），得：T RC =当输入为单位阶跃信号，即()1()r t t =时，由式（1-3）得输出1()c t t T= 其输出波形如图1-6所示。
机械cadcam技术实验指导书样本
前言机械CAD/CAM技术这门课程是一门理论与实践结合非常紧密的课程, 经过系统的实验环节, 能够帮助学生较好地理解相关理论知识, 同时提高实际动手能力, 为将来的工程实践打好基础。
基于上述考虑, 并根据我校实际情况, 本门课程安排了分属于CAD; CAE; CAM三个不同领域的7个实验。
可达到比较全面的实验效果。
实验一将下表进行程序化处理一、编程思路: 设整型变量i为皮带型号: i＝0表示O型, I=1为A型, I=2为B型, 以此类推。
用4个一维数组a[7]、 h[7]、 a0[7]、 y0[7]分别存储V带的顶宽, 断面高、节宽和节高。
二、检索V带参数的C++语言参考程序:// sy1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
#include "stdafx.h"#include <stdlib.h>#include <stdio.h>int main(int argc,char **argv){int i;float a[7]={10.0,13.0,17.0,22.0,32.0,38.0,50.0};float h[7]={6.0,8.0,10.5,13.5,19.0,23.5,30.0};float a0[7]={8.5,11.0,14.0,19.0,27.0,32.0,42.0};float y0[7]={2.1,2.3,4.1,4.8,6.9,8.3,11.0};while(1){scanf("%d",&i);if(i>=0 &&i <=6){printf("您需要查找的V带的顶宽为%f,断面高为%f,节宽为%f,节高为%f",a[i],h[i],a0[i],y0[i]);break;}else printf("您输入的V带型号不对, 请重新输入! ");}system("pause");}三、实验步骤: 如下图所示A、用Microsoft Visual Studio 作为实验环境1234输入代码并执行B、用VC++6.0作为实验环境13 4四、实验报告要求1、简述实验步骤( 要求手写) 。
自动控制理论实验指导书(新)
自动控制理论实验指导书实验1 典型环节的模拟研究一、实验目的1．了解并掌握TD －ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。
3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验设备TD －ACC+型实验系统一套；数字示波器、万用表。
三、实验内容及步骤1．实验准备：将信号源单元的“ST ”插针与“S ”端插针用“短路块”短接。
将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值为2V ，周期为10s 左右。
2．观测各典型环节对阶跃信号的实际响应曲线 (1) 比例( P )环节① 按模拟电路图1-1接好线路。
注意：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100K 的电阻，实验中不需要再接。
以后的实验中用到的运放也如此。
② 将模拟电路输入 (U i ) 端与信号源的输出端“OUT ”相连接；用示波器观测模拟电路的输入 (U i ) 端和输出 (U o ) 端，观测实际响应曲线U o (t )，记录实验波形及结果于表1-1中。
表1-1阶跃响应： U O (t )=K (t ≥0) 其中 K =R 1R 0⁄实验参数理论计算示波器观测值输入输出波形0R 1Ro 1i 0U R U R =i U o Uo iU U Ωk 200Ωk 1000.5Ωk 2001R 0=200kΩ；R 1=100kΩ或200kΩ图1-1U i R 0R 1RR 10K 10K U o(2) 积分( I )环节①按图1-2接好线路。
② 将模拟电路输入 (U i ) 端与信号源的输出端“OUT ”相连接；用示波器观测模拟电路的输入 (U i ) 端和输出 (U o ) 端，观测实际响应曲线U o (t )，测量积分时间T ，记录实验波形及结果于表1-2中。
表1-2阶跃响应： o 01()U t t R C=(t ≥0) 注意：积分时间T 是指积分初始时间到输出值等于输入值时的时间。
现代控制理论实验指导书
第8章 线性系统状态空间分析与综合本章教学目标与要求1． 掌握用MA TLAB 语言输入线性时不变系统模型的三种方法----传递函数模型、零极点增益模型和状态空间模型。
2． 掌握用MATLAB 语言将传递函数模型、零极点增益模型和状态空间模型之间的互换方法。
3． 掌握用MA TLAB 语言将系统进行非奇异变换的方法。
4． 掌握用MA TLAB 语言求状态方程的解。
5． 掌握用MA TLAB 语言判断系统的能控性、能观性和稳定性。
6． 学习闭环系统极点配置定理及算法，学习全维状态观测器设计方法。
7． 学习用SIMULINK 搭建仿真模型，比较直接状态反馈闭环系统和带有状态观测器的状态反馈闭环系统在不同初始条件下的性能。
引言经典控制理论是用传递函数来描述系统的，得到的是系统的输入与输出之间的外部特性，而现代控制理论是用系统内部的状态变量也就是状态方程和输出方程来描述系统的，得到的是系统的完全描述。
传递函数和状态方程、输出方程之间可以相互转化，第8章主要讨论的是现代控制理论中线性系统的状态空间分析与综合问题。
利用MA TLAB 语言中关于现代控制理论问题的函数库，可以实现系统的传递函数模型和状态空间模型之间的进行互换、求解状态方程、判断系统能控性、能观性、稳定性、进行闭环极点配置、设计状态观测器等问题。
8.1 线性系统的状态空间描述8.1.1线性系统的状态空间描述的术语1．状态方程：由系统状态变量构成的一阶微分方程组2．输出方程：指定系统输出的情况下,该输出与状态变量间的函数关系式3．状态空间表达式：状态方程和输出方程总合,构成对一个系统完整的动态描述，称为状态空间表达式DU CX Y BUAX +=+=∙X8.1.2 .状态空间表达式的建立系统的状态空间描述一般可以从三个途径求得：一是从系统的物理或化学机理出发推导，二是由系统方块图来建立，三是由描述系统运动过程的高阶微分方程或传递函数予以演化而得。
机械设计实验指导书
机械设计实验指导书（机械设计及其自动化专业用）编写：梁华琪班级：学号：姓名：安徽建筑工业学院机电系机械实验室2007年9月目录实验一螺栓联接实验 (2)实验二带传动实验 (6)实验三机械传动性能综合实验 (9)实验四蜗杆传动效率测试实验 (14)实验五动压轴承实验 (18)实验六摩擦磨损试验 (22)实验七轴系结构分析与设计实验 (31)实验八链与万向节传动系统实验 (35)实验九减速器结构分析实验 (37)实验一螺栓联接实验实验学时：2实验类型：验证性实验要求：必开一、实验目的现代各类机械中，广泛应用螺栓进行联接，如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态特性参数，是工程技术人员的一个重要课题。
本实验通过对螺栓的受力进行测试和分析要求达到下述目的。
1、了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。
2、计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图。
3、验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响。
4、通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联接强度的各项措施。
二、实验项目LZS螺栓联接综合实验台可进行下列实验项目：1、（空心）螺栓联接静、动态实验。
（空心螺栓+刚性垫片+无锥塞）2、改变螺栓刚度的联接静、动态实验。
（空心螺栓、实心螺栓）3、改变垫片刚度的静、动态实验。
（刚性垫片、弹性垫片）4、改变被连接件刚度的静、动态实验。
（有锥塞、无锥塞）三、实验设备及仪器该实验需LZS螺栓联接综合实验台一台，CQYDJ－4静动态测量仪一台，计算机及专用软件等实验设备及仪器。
1、螺栓联接实验台的结构与工作原理。
如图1所示。
1）螺栓部分包括M16空心螺栓、大螺母、组合垫片和M8小螺杆组成。
空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在拧紧时，所受预紧拉力和扭矩。
空心螺栓的内孔中装有M8小螺杆，拧紧或松开其上的手柄杆，即可改变空心螺栓的实际受载截面积，以达到改变联接件刚度的目的。
现代控制理论实验指导书
现代控制理论实验指导书西安文理学院物理与机电工程学院目录前言.............................................. 错误!未定义书签。
实验一系统的传递函数阵和状态空间表达式的转换..... 错误!未定义书签。
实验二多变量系统的能控性和能观测性分析........... 错误!未定义书签。
实验三多变量系统的稳定性分析..................... 错误!未定义书签。
实验四系统设计：状态观测器的设计................. 错误!未定义书签。
前言这是一本为工科高年级学生编写的实验指导书，作为控制系统领域各门控制课程的配套实验教材。
一、现代控制理论实验的任务“现代控制理论”是全日制本科自动化专业的重要专业课程，它的实践性教学环节，对学生理解和掌握现代控制理论起着至关重要的直接影响作用。
现代控制理论实验的主要任务是使学生通过实验进一步理解和掌握现代控制理论的基本概念、基本原理和控制系统的分析与设计方法。
它是现代控制理论课程教学的一部分，其主要目标如下：（1）深刻理解现代控制理论的基本理论；（2）初步掌握控制系统的分析与设计方法；（3）学习和掌握现代计算机技术及其辅助工具的运用，提高计算机的应用能力与水平；（4）提高实际应用能力和动手操作能力，培养严肃认真、一丝不苟的科学态度。
二、实验的要求现代控制理论实验是一个专业性较强的实践环节，要求有专门的实验场所和实验设备；并且要求参加实验者必须具备必要的相关理论基础知识，对所做实验的前提条件及制约因素有足够的认识和理解；同时要求参加实验者具有较强的观察思考能力、研究分析能力和创新能力。
三、现代控制理论实验的实现方法现代控制理论课程的实验方法比较灵活，实验方案和思路也比较多。
众多厂家和高校都研制开发出了各种实验箱以及相应的实验平台，但大多数受到实验场所、实验设备等教学条件的制约。
按照加强理论、巩固基础、培养学生的观察思考能力和创新能力的指导思想，本实验指导书主要通过“计算机软件仿真”的实现方法去完成实验，使学生加深对所学理论的理解和认识。
(完整版)机械工程材料实验指导书
机械工程材料实验指导实验一：金相显微镜的原理、构造及使用[实验目的]1、了解金相显微镜的基本构造及工作原理。
2、掌握金相显微镜的使用方法。
[实验内容]1、观察显微镜的构造，了解各部件的作用。
2、装好显微镜的物镜、目镜，调好光阑进行观察。
3、用不同的放大倍数观察同一试样并画出所观察的组织示意图。
[实验报告要求]1、写出实验目的及所用设备。
2、写出实验步骤。
3、画出所观察到的显微组织示意图，并对实验现象进行分析。
[实验原理]用于研究金属显微组织最常用的光学显微镜是金相显微镜，它是一种反射式显微镜。
1. 显微镜的成相原理显微镜的基本放大原理如图1--1所示。
起放大作用主要由焦距很短的物镜和焦距较长的目镜来完成。
为了减少像差，显微镜的目镜和物镜都是由透镜组构成的复杂的光学系统，其中物镜的构造尤其复杂。
为了便于说明，图中的物镜和目镜都简化为单透镜。
物体AB位于物镜的前焦点外但很靠近焦点的位置上，经过物镜形成一个倒立放大的实像A'B'，这个像位于目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置上，作为目镜的物体。
目镜将物镜放大的实像再放大成虚像A''B''，位于观察者的明视距离（距人眼250mm）处，供眼睛观察。
在视网膜上形成的是实像A'''B'''。
图1—1显微镜的成像原理图2. 显微镜的照明系统金相显微镜的光源通常采用钨丝灯、卤素灯、碳弧灯及氙灯等。
2.1 钨丝灯一般中小型显微镜照明部分采用6—8伏钨丝灯泡做光源。
其原理是光线通过物镜射至试样表面，然后靠金属本身反射能力，由试样表面反射，再通过物镜进行放大，这种灯适合于金相显微组织的观察。
2.2 氙灯其特点是光强高，输出稳定，寿命较长，此外，它具有类似日光性质的连续光谱，可用于彩色照相。
是金相显微组织观察的最新光源之一。
氙灯容易爆炸，因此，在使用时要特别注意安全。
使用时间最多不得超过规定时间的125%，尽量减少启动次数可以显著延长氙灯的使用寿命。
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目录 一．控制工程实验指导 1．概述........................................ .................1 2．实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真研究..... .................5 3．实验二 典型系统动态性能和稳定性分析...... ....................12 4．实验三 球杆控制系统实验..... .... .... .... ..................16 控制工程软件说明 概 述 一．实验系统功能特点 1．系统可以按教学需要组合，满足“自动控制原理”课程初级与高级实验的需要。只配备ACT-I实验箱，则实验时另需配备示波器，且只能完成部分基本实验。要完成与软件仿真、混合仿真有关的实验必须配备上位机（包含相应软件）及并口通讯线。 2．ACT-I实验箱内含有实验必要的电源、信号发生器以及非线性与高阶电模拟单元，可根据教学实验需要进行灵活组合，构成各种典型环节与系统。此外，ACT-I实验箱内还可含有数据处理单元，用于数据采集、输出以及和上位机的通讯。 3．配备PC微机作操作台时，将高效率支持“自动控制原理”的教学实验。系统提供界面友好、功能丰富的上位机软件。PC微机在实验中，除了满足软件仿真需要外，又可成为测试所需的虚拟仪器、测试信号发生器以及具有很强柔性的数字控制器。 4．系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。除了指导书所提供的10个实验外，还可自行设计实验。
二．系统构成 实验系统由上位PC微机（含实验系统上位机软件）、ACT-I实验箱、并行通讯线等组成。ACT-I实验箱内装有以ADC812芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过并口与PC微机连接。
1．实验箱ACT-I简介 ACT-I控制理论实验箱主要由电源部分U1单元、信号源部分U2单元、与PC机进行通讯的数据处理U3单元、 元器件单元U4、非线性单元U5～U7以及模拟电路单元U8～U16等共16个单元组成，详见附图。
(1) 电源单元U1 包括电源开关、保险丝、＋5V、－5V、＋15V、－15V、0V以及1.3V～15V可调电压的输出，它们提供了实验箱所需的所有工作电源。
(2) 信号源单元U2 可以产生频率与幅值可调的周期方波信号、周期斜坡信号、周期抛物线信号以及正弦信号，并提供与周期阶跃、斜坡、抛物线信号相配合的周期锁零信号。 该单元面板上配置的拨键S1和S2用于周期阶跃、斜坡、抛物线信号的频率段选择，可有以下4种状态： 控制工程软件说明 ①S1和S2均下拨——输出信号周期的调节范围为2～60ms； ②S1上拨、S2下拨——输出信号周期的调节范围为0.2～6s； ③S1下拨、S2上拨——输出信号周期的调节范围为20～600ms； ④S1和S2均上拨——输出信号周期的调节范围为0.16～7s； 另有电位器RP1用于以上频率微调。 电位器RP2、RP3和RP4依次分别用于周期阶跃、斜坡与抛物线信号的幅值调节。在上述S1和S2的4种状态下，阶跃信号的幅值调节范围均为0～14V；除第三种状态外，其余3种状态的斜坡信号和抛物线信号的幅值调节范围均为0～15V；在第三种状态时，斜坡信号的幅值调节范围为0～10V，抛物线信号的幅值调节范围为0～2.5V。 信号单元面板上的拨键S3用于正弦信号的频率段的选择：当S3上拨时输出频率范围为140Hz～14KHz；当S3下拨时输出频率范围为2～160Hz。电位器RP5和RP6分别用于正弦信号的频率微调和幅值调节，其幅值调节范围为0-14V。
(3) 数据处理单元U3 内含以ADC812为核心组成的数据处理卡（含软件），通过并行口与上位PC进行通讯。内部包含6路A/D采集输入通道和两路D/A输出通道。与上位机一起使用时，可同时使用其中两个输入和两个输出通道。结合上位机软件，用以实现虚拟示波器、测试信号发生器以及数字控制器功能。
(4) 元器件单元U4 单元提供了实验所需的电容、电阻与电位器，另提供插接电路供放置自己选定大小的元器件。
(5) 非线性环节单元U5、U6和U7 U5，U6，U7分别用于构成不同的典型非线性环节。 单元U5可通过拨键S4选择具有死区特性或间隙特性的非线性环节模拟电路。 单元U6为具有继电特性的非线性环节模拟电路。 单元U7为具有饱和特性的非线性环节模拟电路。
(6) 模拟电路单元U8～U16 U8～U16为由运算放大器与电阻，电容等器件组成的模拟电路单元。其中U8为倒相电路，实验时通常用作反号器。U9～U16的每个单元内，都有用场效应管组成的锁零电路和运放调零电位器。
2．系统上位机软件的功能与使用方法，详见《ACT-I自动控制理论实验上位机程序使用说明书》。 控制工程软件说明 三．自动控制理论实验系统实验内容 1． 典型环节的电路模拟与软件仿真研究； 2． 典型系统动态性能和稳定性分析； 3． 典型环节（或系统）的频率特性测量； 4． 线性系统串联校正； 5． 典型非线性环节的静态特性； 6． 非线性系统相平面法； 7． 非线性系统描述函数法； 8． 极点配置线性系统全状态反馈控制； 9． 采样控制系统动态性能和稳定性分析的混合仿真研究； 10．采样控制系统串联校正的混合仿真研究。 要完成上列全部实验，必须配备上位计算机。
四．实验注意事项 1．实验前U9～U16单元内的运放需要调零。 2．运算放大器边上的锁零点G接线要正确。不需要锁零时（运放构成环节中不含电容或输入信号为正弦波时），必须把G与-15V相连；在需要锁零时，必须与其输入信号同步的锁零信号相连。如在采用PC产生的经D/A通道输出的信号O1作为该环节或系统的输入时，运放的锁零信号G应连U3单元的G1（对应O1）；类似地，如采用PC产生的信号O2作输入，则锁零信号G应连U3单元的G2（对应O2）。锁零主要用于对电容充电后需要放电的场合，一般不需要锁零。 3．在设计和连接被控对象或系统的模拟电路时，要特别注意，实验箱上的运放都是反相输入的，因此对于整个系统以及反馈的正负引出点是否正确都需要仔细考虑，必要时接入反号器。 4．作频率特性实验和采样控制实验时，必须注意上位机界面操作时“通道设置”只允许选用采样通道X作为A/D输入。至于该“X通道”具体采用“I1～I6”中哪一个通道，决定于控制箱上的实际连线，必须注意硬件连线与软件界面上操作的一致性。类似地，软件界面上操作时，也必须注意“通道设置”与“显示”选择的一致性。此一致性要求对所有使用通道的实验都是一样的，只是其它实验还允许以同样方式使用Y通道。 5．上位机软件提供线性系统软件仿真功能。在作软件仿真时，无论是一个环节、或是几个环节组成的被控对象、或是闭环系统，在利用上位机界面作实验时，都必须将开环或闭环的传递函数都转化成下面形式，以便填入参数ai, bj 控制工程软件说明 11101110...()...mmmmnnnnbsbsbsbWsasasasa
其中 10n， mn。 如出现 mn的情况，软件仿真就会出错，必须设法避免。如实验一，在作理想比例
微分（PD）环节的软件仿真实验时就会遇到此问题，因为此时()(1)WsKTsKKTs 可见该W(s)分子中s的阶高于分母的，直接填入参数仿真，即出现“非法操作”的提示。具体避免方法请参阅该实验附录。 6．受数据处理单元U3的数据处理速率限制，作频率特性实验和采样控制实验时，在上位机界面上操作“实验参数设置”必须注意频率点和采样控制频率的选择。对于频率特性实验，应满足ω<30Rad/sec，以免引起过大误差。类似地，对于采样控制实验，采样控制周期应不小于2 ms。 控制工程软件说明 实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真研究 一．实验目的 1．通过实验熟悉并掌握实验装置和上位机软件的使用方法。 2．通过实验熟悉各种典型环节的传递函数及其特性，掌握电路模拟和软件仿真研究方法。
二．实验内容 1．设计各种典型环节的模拟电路。 2．完成各种典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。 3．在上位机界面上，填入各个环节的实际（非理想）传递函数参数，完成典型环节阶跃特性的软件仿真研究，并与电路模拟研究的结果作比较。
三．实验步骤 1．熟悉实验箱，利用实验箱上的模拟电路单元，参考本实验附录设计并连接各种典型环节（包括比例、积分、比例积分、比例微分、比例积分微分以及惯性环节）的模拟电路。注意实验接线前必须先将实验箱上电，以对运放仔细调零。然后断电，再接线。接线时要注意不同环节、不同测试信号对运放锁零的要求。在输入阶跃信号时，除比例环节运放可不锁零（G可接-15V）也可锁零外，其余环节都需要考虑运放锁零。 2．利用实验设备完成各典型环节模拟电路的阶跃特性测试，并研究参数变化对典型环节阶跃特性的影响。 无上位机时，利用实验箱上的信号源单元U2所输出的周期阶跃信号作为环节输入，即连接箱上U2的“阶跃”与环节的输入端（例如对比例环节即图1.1.2的Ui），同时连接U2的“锁零（G）”与运放的锁零G。然后用示波器观测该环节的输入与输出（例如对比例环节即测试图1.1.2的Ui和Uo）。注意调节U2的周期阶跃信号的“频率”电位器RP5与“幅值”电位器RP2，以保证观测到完整的阶跃响应过程。 有上位机时，必须在熟悉上位机界面操作的基础上，充分利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能。为了利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能，接线方式将不同于上述无上位机情况。仍以比例环节为例，此时将Ui连到实验箱 U3单元的O1（D/A通道的输出端），将Uo连到实验箱 U3单元的I1（A/D通道的输入端），将运放的锁零G连到实验箱 U3单元的G1（与O1同步），并连好U3单元至上位机的并口通信线。接线完成，