CN102376185A - 自动控制原理实验课件系统 - Google Patents

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Inventor
秦莉娜
王雪峰
吴学冲
高智俊
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Beijing Fanhua Hengxing Technology Co., Ltd.
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BEIJING ZHONGKE PANSINO TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

一种自动控制原理实验课件系统，包括一实验平台、多个可单独连接至所述实验平台的实验面板及一计算机，各所述实验面板中分别集成有预定实验内容的电路，所述计算机通过所述实验平台采集连接至所述实验平台的实验面板上的信号，并通过软件采集所接收信号的波形。所述自动控制原理实验课件系统无需实验者花费太多的时间在元器件的准备和实验电路的搭建上，实验者利用所述自动控制原理实验课件系统可充分利用课堂时间完成实验并理解实验内容。

Description

自动控制原理实验课件系统
技术领域
本发明涉及一种实验系统，尤其涉及一种基于自动控制原理实验内容的实验课件系统。
背景技术
目前，教学所用的自动控制原理实验课件包括以下实验内容：典型环节的时域响应、典型系统的时域响应和稳定性分析、线性系统的根轨迹分析、线性系统的频率响应分析、线性系统的校正、离散系统的稳定性分析、线性系统的状态空间分析、典型非线性环节静态特性测试、直流电机的速度控制实验以及热电偶温度控制实验。传统的自动控制原理实验课件系统大多是在面包板上搭建实验所需的电路，电路搭建完成后通过手动调节示波器上的参数值进行波形显示，在面包板上搭建电路需要准备好电路所需的电线、元器件等，再将准备好的元器件和电线逐一插入面包板中，且需要手动调节示波器，占用时间较多，并且由于课堂时间的局限性，很多学生都不能按时完成实验。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种节省课堂时间的自动控制原理实验课件系统。
一种自动控制原理实验课件系统，包括一实验平台、多个可单独连接至所述实验平台的实验面板及一计算机，各所述实验面板中分别集成有预定实验内容的电路，所述计算机通过所述实验平台采集连接至所述实验平台的实验面板上的信号，并通过软件采集所接收信号的波形。
本发明自动控制原理实验课件系统采用集成有实验电路的实验面板代替传统的面包板与所述实验平台相连，可即插即用，实验者无需花费太多的时间在元器件的准备和实验电路的搭建上，且可通过所述计算机代替示波器完成波形仿真，因此，实验者可充分利用课堂时间完成实验并理解实验内容。
附图说明
图1为本发明自动控制原理实验课件系统较佳实施方式的模块图。
图2为图1中的一实验面板安装在NI ELVIS实验平台的一底座上的结构图。
图3为图2中的实验面板安装在所述底座上的俯视图。
图4为图2中的实验面板的平面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
请参考图1，本发明自动控制原理实验课件系统1的较佳实施方式包括多个可单独连接至一NI ELVIS实验平台的实验面板10及一计算机20，所述计算机20包括一信号采集单元21、一参数调节单元22及一信号模拟单元23。各所述多个实验面板10中分别集成有预定实验内容的电路，每一实验面板10可代替传统的实验面包板连接所述NI ELVIS实验平台，所述计算机20通过所述NI ELVIS实验平台采集所述实验面板10中的电路的输入、输出信号，并通过软件采集所接收信号的波形。
请继续参考图2、图3及图4，具体操作时，可将传统的实验面包板从所述NI ELVIS实验平台的底座30上取下来，再将任一实验面板10固定在所述底座上30上，当实验内容改变时，可换上其它的实验面板10。每一实验面板10包括一绘制、蚀刻或粘贴在其上表面的电路原理图11、多个接线柱12、一阶跃信号开关13、一阶跃信号调节端14、一阶跃信号输出端15、一信号输入端16、一信号输出端17及一信号发生器输出端18，如图2所示，每一实验面板10还包括一PCI(Peripheral Component Interconnect，外围设备连接)插槽19，当任一实验面板10固定在所述底座30上时，其PCI插槽19便与所述底座30上的金手指接触，所述阶跃信号输出端15可通过接线柱连接所述实验面板10中的电路的输入端，用于为所述实验面板10中集成的电路提供阶跃信号，所述阶跃信号调节端14用于调节阶跃信号的幅值，所述信号输出端17连接所述NI ELVIS实验平台2，用于采集所述电路的输出信号，并将所述电路的输出信号传送至所述NI ELVIS实验平台，所述信号输入端16用于将所述电路的输出信号转接至所述信号输出端17，所述信号发生器输出端18用于为所述电路提供所需的波形信号，如脉冲信号、正弦信号等。所述电路原理图11与所述实验面板10中集成的电路内容一致，所述多个接线柱12可选择性为集成在实验面板10中的电路提供不同参数值的元器件，如图4中的电阻、电容等。根据不同的实验内容，所述阶跃信号开关13可被一电源开关所代替，所述阶跃信号输出端15可被一为所述电路提供可变电压的电源输出端所代替，所述阶跃信号调节端14可被一调节所述电源输出端电压的电压调节端所代替。
所述计算机20的信号采集单元21与一设于所述底座30上的所述NIELVIS实验平台的信号输出端相连，用于采集连接于所述NI ELVIS实验平台的实验面板10中电路的输入、输出信号，所述信号采集单元21为USB接口或IEEE 1394接口。
所述参数调节单元22通过一信号模拟操作界面设置信号采集参数，例如，使能通道、触发方式、采样率等，本实施方式中，可通过计算机键盘、鼠标等输入设备在所述信号模拟操作界面中设置所述信号采集参数。
所述信号模拟单元23通过内设的软件对所述信号采集单元21所接收的实验面板10的输入、输出信号进行模拟仿真，以产生所述实验面板10中电路的的输出信号的波形曲线，并将产生的波形曲线显示在所述计算机20的屏幕上，供实验者观察、记录。
本发明自动控制原理实验课件系统1采用集成有实验电路的实验面板10代替传统的面包板，可即插即用，实验者无需花费太多的时间在元器件的准备和实验电路的搭建上，可在所述计算机20上快速、准确地设置信号采集参数，并且直接通过所述计算机显示波形，实验者可充分利用课堂时间完成实验并理解实验内容。

Claims (10)

1.一种自动控制原理实验课件系统，包括一实验平台、多个可单独连接至所述实验平台的实验面板及一计算机，各所述实验面板中分别集成有预定实验内容的电路，所述计算机通过所述实验平台采集连接至所述实验平台的实验面板上的信号，并通过软件模拟仿真所接收信号的波形。
2.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：所述连接至所述实验平台的实验面板可拆卸地固定在所述实验平台的底座上。
3.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：各所述实验面板包括一与所述实验平台通信的PCI插槽。
4.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：各所述实验面板包括一绘制在其上表面的电路原理图。
5.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：各所述实验面板包括一蚀刻在其上表面的电路原理图。
6.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：各所述实验面板包括多个接线柱、一阶跃信号开关、一为集成在所述实验面板中的电路提供阶跃信号的阶跃信号输出端、一调节阶跃信号幅值的阶跃信号调节端、一将所述实验面板中的电路的输出信号传送至所述试验平台的信号输出端、一将所述实验面板中的电路的输出信号转接至所述信号输出端的信号输入端、及一为所述电路提供波形信号的信号发生器输出端。
7.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：各所述实验面板包括一电源开关、一为所述电路提供可变电压的电源输出端及一调节所述电源输出端电压的电压调节端。
8.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：所述计算机包括一从所述实验平台采集所述实验面板的输入、输出信号的信号采集单元、一通过一信号模拟界面设置信号采集参数的参数调节单元及一对所述信号采集单元所接收的信号进行波形仿真的信号模拟单元。
9.如权利要求7所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：所述信号采集单元为一USB接口或一IEEE 1394接口。
10.如权利要求1所述的自动控制原理实验课件系统，其特征在于：所述实验平台为一NI ELVIS实验平台。
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