SBPLC-025K15型PLC可编程控制、单片机开发系统、自动控制原理综合实验装备
一、产品概述
PLC可编程控制、单片机开发系统、自动控制原理综合实验装备集可编程控制器PLC技术、单片机嵌入式开发、自动控制原理三位一体的综合性教学实训平台,面向机电一体化、自动化、电气智能、物联网、智能制造等专业,覆盖高职、中职及本科自动化类专业核心课程教学、实验实训与技能考核需求。自动控制原理实训部分涵盖自控原理经典教学内容,包含典型一阶、二阶系统、阶跃响应、斜坡响应、PID调节、稳态误差分析、系统校正、超前滞后校正、稳定性分析等实验,能够直观展示自动控制系统动态响应特性、控制算法原理及闭环调节逻辑,解决自控原理课程抽象、难理解的教学痛点。

(图片仅供参考、以实际配置为准)
二、特点
1、电气控制线路元器件都装在模块上,并由安全插座引出接线端子,只需要使用插拔式安全导线连接实验,为了降低器件损坏和学生安全,设计原则是高低压分别用不能互插的安全插座进行布局,操作方便、更换便捷、易扩展功能或开发新的实训项目。
2、操作台只需三相四线的交流电源即可投入使用,占地面积小、节约实训用房、减少基建投资、经济效益显著。
三、技术参数
1)输入电源:380V±10% 50Hz;
2)容量:<1000VA;
3)工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m;
4)外形尺寸:长×宽×高160cm×70cm×158cm
5)安全保护措施:具有接地保护、漏电过载过流保护功能及智慧用电安全控制系统。
四、设备组成要求:
本实训台由实训挂件、实训桌、实训储物柜三大部分组成。
1、实训桌:采用四个工业铝型材立柱为支撑,立柱端部可安装调节脚,方便高度调节,主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接,台面高度约750mm,桌面板下设支撑框架,截面尺寸为40×20mm,承受力不少于300kg。立柱采用工业铝型材成型工艺,表面氧化处理,截面尺寸:70×70mm,四面带槽,槽宽约8mm,端部配套塑料堵头,槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件,采用压铸成型工艺,经机加工、抛丸、喷砂,表面橘红静电喷涂工艺。桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制,有效提高绝缘等级;实验桌底部装有至少4个导向轮,方便实训台架移动;
★要求实训桌正面装配与桌面自成一体的保护挡板,要求挡板由内部模具成型的高强度铝合金和注塑成型的PVC外套组成,要求挡板具有防实验用品滑落、防尘、耐腐蚀特性,保护实验与设备安全。挡板拆卸、安装方便,便于日常维护与清洁。
2、实训储物柜:采用圆弧卷边冷冲压钣金一体成型,封闭式结构,表面静电喷涂,总重量≥31kg;柜体四边圆弧设计:R=30mm,柜体边框总厚度≤2.5mm;配有承重型卡扣式三节轨,导轨承重量≥30kg,抽屉把手采用卡套式钣金卷边工艺,抽屉采用联体锁设计,底部配有4个万向带刹车脚轮。
3、学生凳:
(1)凳腿采用30×30×1.2mm 的方管;
(2)拉管采用 30×30×1.2mm 的方管;
(3)凳面采用 240×340×25mm 刨花板贴木纹纸,凳高40cm,凳面与金属凳架使用大扁头防刮螺杆和防退螺帽穿越固定;
(4)防锈处理:金属部件均需经酸洗、磷化、表面除锈处理,采用高压静电喷塑、高温烘烤处理,要求附着力强,抗氧化,不脱剥,光滑美观,金属桌体颜色为灰色;
4、模块及器材配置清单
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序号 |
部件名称 |
功能及技术参数 |
数量 |
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1 |
三相交流电源 |
(1)提供线电压380V交流电源、相电压220V交流电源。交流电源输出设有电源保护系统,相间、线间过电流及直接短路均能自动保护。提供三相漏电保护器作为整个实验平台的电源总开关。三相输出通过停止和启动按钮控制。 (2)实验室智慧用电安全控制系统 智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能;电源具有一键锁定功能,处理故障时,防止漏电保护器合闸,造成触电危险;电源具有故障锁定功能,发生故障导致跳闸时,不能人为上电,只能通过远程清除故障后,才能上电成功;能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯,没有网络的情况下,教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。 智能终端:智能电源管理系统以32位ARM为核心,采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面,实时监控设备运行情况,提供Zigbee、CAN等多种通信模式,具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率,功率因数、频率、电能等参数,液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数;设备时间管理包含年月日时间的显示;用户通过刷卡方式请求开启设备,PC端进行授权之后,设备可启动使用,PC端可分时预约设备的启动和停止。 |
1套 |
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2 |
低压交直流电源 |
提供3V、6V、9V、12V、18V、24V、36V低压交流电源一组,直流24V/5A,一路直流5V/3A一组,0-10V电压源,0-20mA电流源各一组,带数显指示,旋转编码器调节。 |
1套 |
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3 |
PLC主机 |
FX3U-48MR 集成数字量I/O(24路数字量输入,24路数字量输出);扩展模块FX0N-3A一个,配备直流电源24V/5A输出接口 |
1套 |
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4 |
触摸屏 |
TPC7032 7寸寸彩色触摸屏,触摸屏实验组件采用 7 寸彩色触摸屏,液晶屏:7"TFT 液晶屏,分辨率(800×480),高清真彩;工业级低功耗 Cortex-A8CPU 主频 600MGHz;触摸屏:四线电阻式;内存: 128M;存储设备:128M。接口:1×RS232,1×RS485,2×USB,1×LAN。所有接口、接线端子全部引出。 |
1套 |
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5 |
变频器 |
FR-D720S-0.4K 0.4KW变频器,具有过电压、欠电压保护,变频器、电机过温保护,接地故障保护,短路保护等保护功能。接口全部引出到专业端子排上,方便学生做实验。 |
1套 |
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6 |
虚实结合实训 |
包含模拟量信号和开关量信号,能够模拟工业现场的设备运行状态。提供三层电梯、自动售货机、机械手、自动门、天塔之光、全自动洗衣机、自动成型机、红绿灯、装配流水线、四路抢答器、音乐喷泉、轧钢机、邮件分拣、物料分拣、多级传输带、汽车电路控制、机床PLC改造控制、隧道监控等模拟控制实训(不少于36实训模块),指示灯采用贴片双色LED,面板采用3D立体彩色搭配设计,使模拟对象更直观立体,开关采用自复位兼自锁一体设计使实训能灵活实用,为适用各类PLC模块具有输入信号高低电平切换功能。 1、三层电梯控制 2、自动售货机 3、机械手 4、自动门 5、天塔之光 6、全自动洗衣机 7、自动成型机 8、红绿灯 9、装配流水线 10、四路抢答器 11、音乐喷泉 12、轧钢机 13、邮件分拣 14、物料分拣 15、多级传输 16、八段码显示 17、多种液体混合 18、双面铣床 19、电镀槽 20、交流电机正反转控制 21、小车运动 22、搅拌站 23、汽车灯光控制 24、汽车火花塞点火控制 25、加工中心控制 26、隧道监控 27、自动扶梯 28、CA6140普通车床PLC改造控制 29、X62W万能铣床PLC改造控制 30、T68卧式镗床PLC改造控制 31、M7120平面磨床PLC改造控制 32、Z3050摇臂钻床PLC改造控制 33、电动葫芦PLC改造控制 34、Z35摇臂钻床PLC改造控制 35、M1432A万能外圆磨床PLC改造控制 36、PLC基础电路实训 |
1套 |
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7 |
工业自动化数字孪生仿真软件(正版) |
采用单片机技术,具备多路数字量输入输出、模拟量输入输出,有通讯接口与电脑相连,通过内置协议与上位机中虚拟仿真教学软件实时通讯,实现数据采集和对外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路开关量输入接口及指示、24路开关量输出接口及指示、4路模拟量输入接口、4路模拟量输出接口、系统协同传感器模块将动作信号反馈给上位机仿真软件中的虚拟对象模型,虚拟对象模型给出反馈信号,PLC等智能控制器根据信号执行相应的输出操作,以此反应整个系统执行动作过程。能在具有物理属性的3D环境中进行虚拟设备的仿真调试。具有高度的人机交互性,通过虚拟对象进行各种与实际环境中相1同的操作。软件通过自动、手动和PLC控制三种模式再现了以下虚拟工业场景,3D场景的PLC实验项目和36个PLC虚实结合控制实训模块1:1一致: 1)三层电梯控制 2)自动售货机 3)机械手 4)自动门 5)天塔之光 6)全自动洗衣机 7)自动成型机 8)红绿灯 9)装配流水线 10)四路抢答器 11)音乐喷泉 12)轧钢机 13)邮件分拣 14)物料分拣 15)多级传输 16)八段码显示 17)多种液体混合、 18)双面铣床 19)电镀槽 20)交流电机正反转控制 21)小车运动 22)搅拌站 23)汽车灯光控制 24)汽车火花塞点火控制 25)加工中心控制 26)隧道监控 27)自动扶梯 28)CA6140普通车床PLC改造控制 29)X62W万能铣床PLC改造控制 30)T68卧式镗床PLC改造控制 31)M7120平面磨床PLC改造控制 32)Z3050摇臂钻床PLC改造控制 33)电动葫芦PLC改造控制 34)Z35摇臂钻床PLC改造控制 35)M1432A万能外圆磨床PLC改造控制 36)PLC基础电路实训。 |
1套 |
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8 |
单片机实验系统 |
A.总体要求 ★1.所有单片机硬件实验电路模块都必须集成在一个实验电路主板上,完成所有的实验项目。 2.实验箱体采用铝木合金组合材料,ABS塑料包角。 ★3.能配置单片机和PC机组态综合应用接口,PC机与单片机实时通信,在组态界面上实时显示单片机测控的各项参数; ★4.测量功能:虚拟示波器、常用信号源。 ★5.整机具有独立自主知识产权,无任何侵权项。 ★B.单片机硬件电路组成 1.基础接口电路 1)多路定时计数器8253A。 2)可编程并行输入/输出接口8255。 3)可编程键盘显示接口8279 4)可编程串行通信接口16C550 5)单片机系统简单I/O口扩展电路74LS273/74LS244。 6)看门狗电路MAX813 2.人机接口电路 1)8位LED发光管输出显示 2)8位开关量输入模块、8位开关量输出模块。 3)8个独立的LED数码管。 4)4×4矩阵键盘电路。 5)16×16点阵LED模块,由4个8*8点阵和驱动电路组成。 6)12864 LCD图形、中文、字符显示模块。 ★7)主板集成有带触模屏功能的2.4"TFT 彩色液晶显示屏。 8)两路带消抖±5V单脉冲产生电路。 9)1HZ-1MHZ分8路输出固定脉冲发生。 3. 外设执行部件 1)5V继电器控制、音乐发生器电路。 2)步进电机20BY及直流电机驱动与控制。 3)扬声器驱动电路。 4)蜂鸣器驱动电路。 5)光电测速模块电路。 4. 通信接口电路 ★1) CH375 USB通信模块 ,支持HOST /SLAVE模式。 ★2) IRM5000红外无线通信模块 ★3) CAN-Bus通信模块,由SJA1000和TJA1050T专用芯片组成。 ★4) TCP/IP通信模块,含太网芯片RT8019和32K静态存储器。 5) RS232/RS485接口应用和电平转换电路。 6) I2C串行实时日历/时钟PCF8563。 7) I2C串行键盘显示控制器Zlg7290。 5. 存储器电路 1)32K静态RAM 62256 2)串行存储器93C64读写电路 3)I2C串行存储器24C02应用电路。 4)IC卡读写(24C01)模块电路。 5)SST512K FALSH存储器电路。 6)SD卡读写电路。 6. 数据转换 1)单路8位数字模拟转换接口DAC0832。 2)8路8位模拟/数字转换接口ADC0809。 3)串行8位A/D 转换电路TLC549及其相关电路 4)串行10位D/A 转换电路TLC5615及其相关电路 5)ISD1730PY语音录放模块、纸盆式电动扬声器及驻极体话筒。 6)数字温度传感器DS18B20,用于环境温度检测。 7.单片机模块 1)配置全功能51单片机仿真系统,RS232/USB通信方式,不占用微控制器软硬件资源;CPU的口线全开放。 2)含STC89C52单片机模块,配在线下载电路和接口。 C.系统软件配置 1.WINDOWS下KEIL C51 软件环境,支持汇编和C语言的编程、编译、链接和源程序级调试和在线下载。 ★2.Small RTOS(51) 1.12.1vR嵌入式操作系统。 3.在线下载软件:STC_ISP_V479。 ★4.支持工业组态软件在单片机控制中的应用接口软件。 ★5.工业组态软件在单片机控制中的应用实验例程 D.实验资料 1.配套单片机实验指导书。 2.所有实验的KEIL C51及汇编样例的电子档源程序(各样例的电子文件,为KEIL C51及汇编两种格式,该电子文件可直接用于调试)。 ★3. 单片机各种应用实验,在一个主板上必须实现下列实验:P3输入实验,P1输出实验、DS18B20温度检测实验、LED点阵显示实验、控制交通灯实验、步进电机和直流电机闭环控制实验、串并A/D和D/A转换实验、8279键盘显示实验、1730语音录放实验、LCD显示实验、16C550可编程异步通讯接口实验、RS232/485串行通信实验、USB接口的应用实验、以太网通信实验、CAN总线通信实验、无线红外接口通信实验、I?C总线实时时钟PCF8563、ZLG7290串行键盘、 I?C智能卡应用实验、"看门狗"复位实验、NOR Flash、TFT彩色液晶屏及触摸屏的应用实验; ★4.工业组态应用实验:含工业组态软件编程实验、工业组态软件在单片机控制中的应用实验,如数据采集、数字电压表、液体混合、工业顺序控制、电机控制等。 |
1套 |
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9 |
自动控制原理实验系统 |
一、系统组成 1、电源:输入单相三线~220V±10% 50Hz。输出直流5V/2A、±12V/0.5A 电源,均有接反和短路保护功能。 2、核心系统:采用8088微处理器,方便计算机控制技术软件编程;RS232总线接口与上位机通讯(可以USB接口通信),含有上位机总清复位和人工总清复位电路, 含有自动锁零和人工锁零功能。 3、函数发生器:实验机自带信号测量和信号显示模块 可测量信号电压(-5V~+5V)、频率、温度、转速等参数。 4、阶跃信号发生器:由手控阶跃发生(0/+5v、-5v/+5v),幅度控制(电位器),非线性输出组。 5、函数信号发生器:能输出正弦波、斜波、方波、矩型波、继电特性、饱和特性、死区特性和间隙特性,有开关切换,同时有数码管显示波形相关信息。正弦波信号频率范围0.1HZ~2HZ和0.8HZ~50HZ两档,分辨率是0.1HZ和1HZ,其他波形频率范围是0.1HZ~250HZ,分辨率是0.1HZ。波形信号的幅值范围-6V~+6V,幅值分辨率是0.1V,失真度不大于0.5%。阻抗不大于50Ω。 6、运算模拟单元:提供8个OP07基本运放模拟单元(实验用),每单元的输入回路有6组0.5%精度电阻、或 5%精度电容,反馈回路有7组0.5%精度电阻、或5%精度电容,和1个运算放大器组成。另有扩展运放模拟单元,其一可调零放大器,构成比例环节、惯性环节、积分环节、比例微分环节,PID环节和典型的二阶、三阶系统等;其二校正网络库,可构成各种校正环节;其三是2组整形模块。 7、提供阻容元件库:250K、500K电位器,2组0-999.9K直读式可变电阻,多组电容。 8、1组D/A输出:电压0~5V 或-5V~+5V。 9、4路A/D输入:其中有2个通道为0~+5v电压输入,2个通道为-5v~+5v电压输入。 10、2组采样保持器及单稳单元电路。 11、提供精密基准电压+Vref和-Vref。 12、定时和中断单元:2组定时计数器和2路中断源。 9、提供虚拟示波器: 1)2个通道模拟信号输入:可测量相平面显示,频域对数幅频、相频曲线,幅相曲线等。 2)示波器的时域显示方式:示波器的相平面显示(X-Y)方式;示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示(伯德图),幅相特性显示方式(奈奎斯特图),时域分析(弧度)显示方式。 3)示波器的计算机控制显示方式。 10、外围控制对象 1)步进电机(35BY48)转速、转角控制 。 2)直流电机(BY25)脉冲测速输出及电压测速输出。 3)温度模块可调脉冲宽度输入控制及电压输入控制加热,热敏电阻测温(0℃~76.5℃)。 11、支持二次开发:除模拟运算单元、函数发生器外,本实验机的8253定时器、8259中断控制器、模数转换器,数模转换器地址也开放给用户。 4mm/3mm双圈安全插座1批,根据不同实验项目的特点,配备不同规格的实验连接线;强电和弱电导线均采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能);两种导线都只能配合相应内孔的插座,不能混插。编程和通信电缆1套。 |
1套 |
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10 |
实训导线 |
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1套 |
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11 |
学生凳 |
钢木方凳 |
2张 |
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12 |
指导书 |
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1本 |
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13 |
配套资源库 |
附件 |
1套 |
五、实训项目
(一)PLC可编程控制器基础电路实训
1.与、或、非逻辑功能测试
2.定时器、计数器功能测试
3.跳转、分支功能训练
4.移位寄存器测试
5.数据处理功能训练
6.微分、位操作测试
7.三层电梯控制
8.自动售货机
9.机械手
10.自动门
11.天塔之光
12.全自动洗衣机
13.自动成型机
19.邮件分拣
20.物料分拣
21.多级传输
22.八段码显示
23.多种液体混合
24.双面铣床
25.电镀槽
26.交流电机正反转控制
27.小车运动
28.搅拌站
29.汽车灯光控制
30.汽车火花塞点火控制
31.加工中心控制
32.隧道监控
33.自动扶梯
34.CA6140普通车床PLC改造控制
35.X62W万能铣床PLC改造控制
36.T68卧式镗床PLC改造控制
37.M7120平面磨床PLC改造控制
38.Z3050摇臂钻床PLC改造控制
39.电动葫芦PLC改造控制
40.Z35摇臂钻床PLC改造控制
41.M1432A万能外圆磨床PLC改造控制
(二)高级综合电气实训
1.触摸屏指示灯对象实验
2.触摸屏开关对象实验
3.触摸屏数据显示实验
4.触摸屏数据输入实验
5.触摸屏棒图对象实验
6.触摸屏对象实验
7.触摸屏移动元件对象实验
8.触摸屏异常报警对象实验
9.触摸屏静态显示实验
10.触摸屏表针控件对象实验
11.基于触摸屏PLC控制的三相异步电动机Y/△启动控制
12.PLC 控制电动机点动和自锁控制
13.PLC 控制电动机手动正反转控制
14.PLC 控制电动机带延时正反转控制
15.PLC 控制电动机星/三角启动自动控制
16.变频器功能参数设置与操作
17.变频器报警与保护功能
18.外部端子点动控制
19.变频器控制电机正反转
20.多段速度选择变频调速
21.变频器无级调速
22.基于外部模拟量(电压/电流)控制方式的变频调速
(三)开放式单片机实训项目
1、单片机I/O口应用实验_ P3.3口输入 P1口输出
2、单片机I/O口应用实验_工业顺序控制
3、并行I/O接口8255应用
4、简单I/O口扩展
5、A/D 转换实验
6、D/A转换实验
7、键盘显示控制器8279应用实验
8、步进电机控制实验
9、小直流电机调速实验
10、电子音响实验
11、继电器控制实验
12、数据存贮器扩展实验
13、8031单片机串行口应用实验_双机通信
14、8031串行口应用实验_与PC机通信
15、串行接口16C550应用实验
16、串行A/D转换器TLC549应用
17、串行D/A转换器TLC5615应用
18、单片机双机通信实验_用RS485总线
19、USB接口应用实验
20、16X16 LED点阵显示实验
21、128 X 64 LCD液晶显示接口实验
22、数字温度传感器18B20实验
23、看门狗电路MAX708
24、I2C总线应用实验
(1)串行E2PROM的读写实验
(2)I2C智能卡读写实验
(3)串行键盘显示接口ZLG7290应用实验
(4)PCF8563串行实时时钟应用实验
25、定时计数器8253A应用实验
26、网络接口应用实验
27、CAN总线通信应用实验
28、ISD1730语音录放实验
29、红外接口通信实验
30、大容量NOR Flash与单片机的接口设计
31、TFT彩色液晶屏及触摸屏的应用
32、Small RTOS(51) 1.12.1v 使用
33、直流电机、步进电机闭环控制实验
34、液晶显示虚拟示波器实验
35、工业组态软件编程实验
36、MCGS工业组态软件在单片机控制中的应用实验
1)步进电机控制实验_总线控制
2)直流电机控制实验_总线控制
3)工业顺序控制实验_位控制
4)数据采集实验_总线控制
5)数据采集实验_总线控制
6)数字电压表实验
7)液体混合控制实验
8)交通灯控制实验
37、工业组态软件和微控制器的接口编程实验
......
(四)自动控制实训项目
自动控制实验
1、线性系统的时域分析:
1)典型环节的模拟研究 ;
2)二阶系统瞬态响应和稳定性;
3)三阶系统的瞬态响应和稳定性。
2、线性控制系统的频域分析(伯德图、奈氏图):
1)惯性环节的频率特性曲线;
2)二阶闭环系统的频率特性曲线;
3)二阶开环系统的频率特性曲线 ;
4) 频率特性的时域分析。
3、非线性系统的相平面分析:
1)典型非线性环节;
2)二阶非线性控制系统:
3)三阶非线性控制系统。
4、线性系统的校正与状态反馈:1)线性系统的校正;
① 频域法串联超前校正;
② 时域法串联比例微分校正;
③ 时域法比例反馈校正 ;
④ 时域法微分反馈校正;
2)线性系统的状态反馈及极点配置 。
5、采样控制系统分析
6、模拟直流电机闭环调速实验
7、模拟温度闭环控制实验
(五)计算机控制技术实验
1、数/模转换实验
2、模/数转换实验
3、采样与保持:
1)采样实验;
2)采样/保持器实验;
3)采样/保持控制系统分析举例。
4、平滑与数字滤波实验 :
1)微分与平滑 ;
2)数字滤波 。
5、数字PID控制实验:
1)标准PID控制算法,
2)积分分离PID控制算法:
3)非线性PID控制算法;
4)积分分离--砰砰复式PID控制算法
6、最少拍控制系统 :
1)最少拍有纹波系统;
2)最少拍无纹波设计;
3)最少拍控制系统设计举例。
7、大林算法:
1)有明显振铃现象的大林算法及振铃消除 ;
2)有微弱振铃现象的大林算法及振铃消除;
3)无振铃现象的大林算法。
8、多变量解耦控制:
1)多变量解耦控制设计;
2)多变量解耦控制设计。
9、微机控制的二次开发
(六)控制系统实验
1、直流电机闭环调速实验
2、温度闭环控制实验
3、步进电机调速实验
4、模拟/数字混合温度闭环控制实验