自動控制原理實驗指導書

1、自動控制原理實驗指導書目 錄實驗一 典型環(huán)節(jié)的模擬研究 （驗證型） （1）實驗二 動態(tài)系統(tǒng)的時域分析（設計型） （8）實驗三 動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)值模擬（驗證型） （14）實驗四 動態(tài)系統(tǒng)的頻率特性研究（綜合型） （16）實驗五 動態(tài)系統(tǒng)的校正研究 （設計型） （17）附 錄 XMN2學習機使用方法簡介 （19）實驗一 典型環(huán)節(jié)的模擬研究一、實驗目的: 1、了解并掌握XMN-2型自動控制原理學習機的使用方法，掌握典型環(huán)節(jié)模擬電路的構成方法，培養(yǎng)學生實驗技能。2、熟悉各種典型線性環(huán)節(jié)的階躍響應曲線。3、了解參數(shù)變化對典型環(huán)節(jié)動態(tài)特性的影響。二、實驗設備1 XMN-2型機。2 CAE98。3 萬用表。三、

2、 實驗內(nèi)容： 本實驗是利用運算放大器的基本特性（開環(huán)增益高、輸入阻抗大、輸出阻抗小等），設置不同的反饋網(wǎng)絡來模擬各種典型環(huán)節(jié)。1、比例（P）環(huán)節(jié)：其方塊圖如圖1-1A所示。其傳遞函數(shù)為： (1-1)其傳遞函數(shù)為： (1-2)比較式(1-1)和(1-2)得K=R1/R0 (1-3)比例環(huán)節(jié)的模擬電路如圖1-1B所示, 當輸入為單位階躍信號,即Ui(t)=1(t)時,Ui(s)=1/S。則由式（1-1）得到Uo(S)=K所以輸出響應為 Uo(t)=K (t0) (1-4)2、積分(I)環(huán)節(jié)。其方塊圖如圖1-2A所示。其傳遞函數(shù)為 (1-5)積分環(huán)節(jié)的模擬電路如圖1-2B所示。積分環(huán)節(jié)模擬電路的傳遞

3、函數(shù)為 (1-6)比較式(1-5)和(1-6)得T=R0C (1-7)當輸入為單位階躍信號，即Ui(t)=1(t)時,Ui(s)=1/S。則由式（1-5）得到Uo(S)=所以輸出響應為 （1-8）3、比例積分（PI）環(huán)節(jié)。其方塊圖如圖1-3A所示。其傳遞函數(shù)為：+ (1-9) 比例積分環(huán)節(jié)的模擬電路如圖1-3B所示。其傳遞函數(shù)為： (1-10)比較式(1-9)和(1-10)得K=R1/R0 T=R0C （1-11）當輸入為單位階躍信號,即Ui(t)=1(t)時,Ui(S)=1/S。則由式（1-9）得到Uo(S)=（K+）所以輸出響應為Uo(t)=K+ (1-12)4、慣性（T）環(huán)節(jié)。其方塊圖如

4、圖1-4A所示。其傳遞函數(shù)為： (1-13)其傳遞函數(shù)為： (1-14)比較式(1-13)和(1-14)得K=R1/R0 T=R1C （1-15）慣性環(huán)節(jié)的模擬電路如圖1-4B所示,當輸入為單位階躍信號,即Ui(t)=1(t)時,Ui(S)=1/S。則由式（1-13）得到Uo(S)=所以輸出響應為 Uo(t)=K（1-） (1-16)5、比例微分（PD）環(huán)節(jié)。其方塊圖如圖1-5A所示。其傳遞函數(shù)為：K(1+TS) (1-17)比例微分環(huán)節(jié)的模擬電路如圖1-5B所示,其傳遞函數(shù)為 （1-18）考慮到R3R1、R2，所以 （1-19）比較式(1-17)和(1-19)得K= T= （1-20）當輸入

5、為單位階躍信號,即Ui(t)=1(t)時,Ui(S)=1/S。則由式（1-17）得到Uo(S)=K（1+TS）= 所以輸出響應為 Uo(t)=KT(t)+K (1-21)式中(t)為單位脈沖函數(shù)。 式（1-21）為理想的比例微分環(huán)節(jié)的輸出響應，考慮到比例微分環(huán)節(jié)的實際模擬電路式（1-18），則實際輸出響應為 （1-22）6、比例積分微分（PID）環(huán)節(jié)。其方塊圖如圖1-6A所示。其傳遞函數(shù)為：Kp+TDS （1-23） 比例積分微分環(huán)節(jié)的模擬電路如圖1-6B所示,其傳遞函數(shù)為 (1-24)考慮到R1R2R3，則式（1-24）可近似為 （1-25）比較式(1-23)和(1-25)得 KP= ， T

6、1=R0C1TD= （1-26）當輸入為單位階躍信號,即Ui(t)=1(t)時,Ui(S)=1/S。則由式（1-23）得到Uo(S)=（KP+TDS）所以輸出響應為 Uo(t)=TD(t)+KP+ (1-27)式中(t)為單位脈沖函數(shù)。 式（1-27）為理想的比例積分微分環(huán)節(jié)的輸出響應，考慮到比例積分微分環(huán)節(jié)的實際模擬電路式（1-24），則實際輸出響應為 1+（-1） （1-28）1、 觀測比例、積分、比例積分、慣性環(huán)節(jié)、比例微分和比例積分微分環(huán)節(jié)的階躍響應曲線。準備：階躍信號電路可采用圖1-7所示電路：將XMN-2型自控原理學習機上CAE-98接口的信號源（OUT）1或2用導線連至幅度調節(jié)單

7、元的輸入端，由輸出端輸出信號。 步驟：（1）按圖1-1B接線； （2）將模擬電路輸入端（Ui）與圖1-7的輸出端相聯(lián)接；模擬電路輸出端（Uo）接CAE-98接口的采集輸入端1或2； （3）設置顯示器界面參數(shù)； （4 （4）合上開關K1，用顯示器觀測輸出端的響應曲線Uo（t），且將結果記錄附表。四、實驗內(nèi)容及步驟圖1-7階躍信號電路 且將結果記錄附表。（5）分別按圖1-2B、3B、4B、5B、6B電路接線，重復步驟（2）、（3）、（4）。五、實驗報告要求：1、實驗前計算確定典型環(huán)節(jié)模擬電路的元件參數(shù)各一組，并推導環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)參數(shù)與模擬電路電阻、電容值的關系以及畫出理想階躍響應曲線。2、實驗觀測記

8、錄。3、實驗結果分析、討論和建議。六、思考題：1、由運算放大器組成的各種環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)是在什么條件下可推導出的？輸入電阻、反饋電阻的阻值范圍可任意選用嗎？2、圖1-1B、2B、3B、4B、5B和6B中若后面一個比例環(huán)節(jié)，則其傳遞函數(shù)有什么差別？3、慣性環(huán)節(jié)在什么情況下可近似為比例環(huán)節(jié)？而在什么情況下可近似為積分環(huán)節(jié)？實驗記錄表格：環(huán)節(jié)PIPIR0 R1R0 CR0 C階躍響應波形理想實測環(huán)節(jié)TPDPIDR0 CR0 R1 CR0 R1 C1R1R2 R3R2 R3 C2階躍響應波形理想實測實驗二 動態(tài)系統(tǒng)的時域分析一、實驗目的1 學習瞬態(tài)性能指標的測試方法。2 了解參數(shù)對系統(tǒng)瞬態(tài)性能及穩(wěn)定性的

9、影響。二、實驗要求：1、 觀測不同參數(shù)下二階系統(tǒng)的階躍響應并測出性能指標：超調量MP，峰值時間tp,調節(jié)時間ts。2、 觀測增益對典型三階系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。三、實驗儀器：1、XMN-2型機。2、CAE98。3、萬用表。四、實驗原理與電路應用模擬電路來模擬典型二階系統(tǒng)和三階系統(tǒng)。1、圖2-1是典型二階系統(tǒng)原理方塊圖，其中T0=1秒；T1=0.1秒。開環(huán)傳遞函數(shù)為 （2-1）其中，K=K1/T0=開環(huán)增益。閉環(huán)傳遞函數(shù)為 （2-2）其中， （2-3） （2-4） （1）當0<<1。即欠阻尼情況時，二階系統(tǒng)的階躍響應為衰減振蕩，如圖2-2中曲線所示。 （t0） (2-5)式中， 峰值時間

10、可由式（2-5）對時間求導數(shù)，并令它等于零得到： / （2-6）超調量MP： 由MP=C（tp）-1 求得 （2-7）調節(jié)時間ts，采用2%允許誤差范圍時，近似地等于系統(tǒng)時間常數(shù)的四倍，即 （2-8） （2）當，即臨界阻尼情況時，系統(tǒng)的階躍響應為單調的指數(shù)曲線，如圖2-2中曲線所示。 輸出響應C（t）為 （t0） (2-9)這時，調節(jié)時間ts可由下式求得 C(ts)= (2-10) (3)當>1,即過阻尼情況時，系統(tǒng)的階躍響應為單調的指數(shù)曲線：C（t）=1+ （t0） (2-11)式中 , 當遠大于1時，可忽略-S1的影響，則 C（t）=1-） （t0） (2-12)這時，調節(jié)時間ts近

11、似為： （2-13）圖2-3是圖2-1的模擬電路圖及階躍信號電路圖 2、圖2-4是典型三階系統(tǒng)原理方塊圖開環(huán)傳遞函數(shù)為：G(S)H(S)= (2-14)其中， K=K1K2/T0 （開環(huán)增益）。圖2-5是典型三階系統(tǒng)模擬電路圖三階系統(tǒng)模擬電路圖的開環(huán)傳遞函數(shù)為 G(S)H(S)= （2-15）式中R的單位為K，比較式（2-14）和（2-15）得 T0=1 ， T1=0.1T2=0.51 ，K=510/R (2-16)系統(tǒng)的特征方程為1+G(S)H(S)=0，由式（2-14）可得到 S(T1S+1)(T2S+1)+K=0展開得到 T1T2+(T1+T2)+S+K=0 (2-17)將式（2-16）

12、代入式（2-17）得到 0.051+0.61+S+K=0 或 +11.96+19.6S+19.6K=0 (2-18) 用勞斯判據(jù)求出系統(tǒng)穩(wěn)定、臨界穩(wěn)定和不穩(wěn)定時的開環(huán)增益 1 19.6 11.96 19.6K 0 19.6K由 11.96x19.6-19.6K>0 19.6K>0得到系統(tǒng)穩(wěn)定范圍： 0<K<11.96 (2-19)由 11.96x19.6-19.6K=0得到系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時： K=11.96 （2-20）由 11.96x19.6-19.6K<0得到系統(tǒng)不穩(wěn)定范圍： K>11.96 (2-21)將K=510/R代入式（2-19）（2-21）得到：

13、 R>42.6K 系統(tǒng)穩(wěn)定 R=42.6K 系統(tǒng)臨界穩(wěn)定 R<42.6K 系統(tǒng)不穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定、臨界穩(wěn)定和不穩(wěn)定時輸出波形如圖2-6A，2-6B，2-6C所示。五、實驗內(nèi)容及步驟1、 典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標的測試。按圖2-3接線，改變電阻R，使系統(tǒng)分別為欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼狀態(tài)，觀察相應的階躍響應C（t），測量并記錄超調量Mp、峰值時間tp和調節(jié)時間ts。2、 典型三階系統(tǒng)的性能（選做）（1） 按圖2-5接線，調節(jié)電阻R，使系統(tǒng)分別處于穩(wěn)定、臨界穩(wěn)定和不穩(wěn)定三種狀態(tài)。 （2）觀察系統(tǒng)的階躍響應，記錄波形，并測量和記錄相應的R電阻值。六、實驗報告要求： 1、實驗前按給定參數(shù)算出二

14、階系統(tǒng)的性能指標MP、tp、st的理論值。2、實驗觀測記錄。3、 實驗結果分析、體會和建議。七、思考題1、在實驗線路中如何確保系統(tǒng)實現(xiàn)負反饋？如果反饋回路中偶數(shù)個運算放大器，則構成什么反饋？2、有哪些措施能增加系統(tǒng)穩(wěn)定度？它們對系統(tǒng)的性能還有什么影響？3、實驗中階躍輸入信號的幅值范圍應該如何考慮？附表1、二階系統(tǒng)R(K)KC(tp)(V)C()(V)Mp(%)tp(S)ts(S)測量值 計算值測量值 計算值測量值 計算值2、三階系統(tǒng)R(K)K輸出波形穩(wěn)定性實驗三 動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)值模擬一、 實驗目的1、 初步學習并基本掌握利用Matlab語言進行控制系統(tǒng)分析和設計的方法；2、 了解基本動態(tài)環(huán)節(jié)的參

15、數(shù)對控制系統(tǒng)指標的影響。二、 實驗要求1、 控制系統(tǒng)的模型建立；2、 典型環(huán)節(jié)的動態(tài)模擬；3、 掌握根軌跡的繪制；4、 掌握頻率分析和系統(tǒng)及校正的方法。以上內(nèi)容根據(jù)教學安排，由指導教師確定。三、實驗內(nèi)容1、用Matlab進行二階、三階系統(tǒng)建模；2、二階、三階系統(tǒng)的階躍響應；3、二階、三階系統(tǒng)及高階系統(tǒng)的根軌跡的繪制；4、動態(tài)系統(tǒng)的頻率特性分析；5、動態(tài)系統(tǒng)的校正分析。實驗四 動態(tài)系統(tǒng)的頻率特性研究一、實驗目的1.學習頻率特性的實驗測試方法；2.掌握根據(jù)頻率響應實驗結果繪制Bode圖的方法；3.根據(jù)實驗結果所繪制的Bode圖，分析二階系統(tǒng)的主要動態(tài)特性（Mp，ts）二、實驗設備1XMN-2型；2

16、CAE98；3萬用表。三、實驗內(nèi)容無阻尼自然頻率 ，阻尼比典型二階系統(tǒng)方塊圖其閉環(huán)頻率響應為： =其中：=模擬電路圖無阻尼自然頻率和阻尼比： ， 1 選定R，C，Rf值，使，=0.2；2 用CAE98的正弦波作為系統(tǒng)的輸入信號，即x(t)=XSint，穩(wěn)態(tài)時其響應為 y(t)=Ysin(t+)；3 改變輸入信號的頻率，使角頻率分別等于（或接近等于）0.2，0.4，0.6，0.8，0.9，1.0，1.2，1.4，1.6，2.0，3.0rad/s，穩(wěn)態(tài)時，記錄屏幕顯示的正弦輸入x(t)=XSint和正弦輸出響應y(t)=Ysin(t+) 。記錄曲線序號依次記作；4.按下述表格整理實驗數(shù)據(jù)：四、完成

17、實驗報告根據(jù)上述表格所整理出的實驗數(shù)據(jù)，在半對數(shù)坐標紙上繪制Bode圖，標出Mr，；五、思考題理論計算不同值時的L（）和（），并與實驗結果進行比較。實驗五 動態(tài)系統(tǒng)的校正研究一、實驗目的1了解和觀測校正裝置對系統(tǒng)穩(wěn)定性及瞬態(tài)特性的影響。2學習校正裝置的設計和實現(xiàn)方法。二、實驗設備1XMN-2型機。2CAE98。3萬用表。三、實驗原理和電路：1、 未校正系統(tǒng)的原理方塊圖為圖4-1所示，圖4-2是它的模擬電路。系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 W（S）= （4-1）系統(tǒng)的無阻尼自然頻率為=6.32阻尼比 =0.158所以未校正時系統(tǒng)的超調量MP為 =0.60=60% 調節(jié)時間ts為 =4秒系統(tǒng)靜態(tài)速度誤差系數(shù)

18、=20 1/秒2、 要求設計串聯(lián)校正裝置使系統(tǒng)滿足下述性能指標：（1） 超調量Mp25%（2） 調節(jié)時間ts1秒（3） 靜態(tài)速度誤差系數(shù)20 1/秒3、 串聯(lián)校正裝置的設計：校正網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)為 （4-2）常用校正裝置電路如圖4-3所示，其中K=（R1+R2）/R0T1=T2=R3C提示：R3<<R1、R2根據(jù)系統(tǒng)的性能指標要求，并利用常用串聯(lián)校正裝置，對系統(tǒng)進行校正設計。4、 將設計好的串聯(lián)校正裝置加入到未校正系統(tǒng)模擬電路中。校正后系統(tǒng)的方塊圖如圖4-4所示，注意校正后系統(tǒng)負反饋的實現(xiàn)。四、實驗內(nèi)容及步驟：1、測量未校正系統(tǒng)的性能指標。（1）按圖4-2接線；（2）加階躍電壓，觀察

19、階躍相應曲線，并測出超調量MP和調節(jié)時間ts。2、測量校正后系統(tǒng)的性能指標。（1）按你所設計的系統(tǒng)圖接線；（2）加階躍電壓，觀察階躍相應曲線，并測出超調量MP和調節(jié)時間ts。五、完成實驗報告報告要求：1、未校正系統(tǒng)性能分析；2、校正后系統(tǒng)性能分析；3、實驗記錄； 4、實驗結果分析、體會和建議。六、思考題：1、除串聯(lián)校正裝置外，還有什么校正裝置？它們的特點是什么？如何選用校正裝置類型？附錄：XMN-2型自動控制原理學習機系統(tǒng)使用手冊第一章 概述XMN-2型自動控制原理學習機系統(tǒng)包括XMN-2型自動控制原理學習機和與之相配套的CAE-98E型計算機輔助實驗系統(tǒng)。XMN-2型自動控制原理學習機是專為

20、自動控制原理課程而設計的電子模擬設備，它的整機結構合理，單元電路設置符合控制原理實驗要求，參數(shù)改變靈活，排題方便。它以積分器和加法器為基礎，配置了二極管、電位器、分壓器、電阻器、電容等部件，可以組成控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，如：PID調節(jié)器、多階調節(jié)對象等線性環(huán)節(jié)以及飽和、死區(qū)、遲滯等非線性環(huán)節(jié)，并且它可以與計算機中的CAE-98接口卡連接，完善它的顯示功能。該學習機的主要特點是：1、專為自動化專業(yè)設計，整機結構合理，單元電路設置符合控制原理實驗要求，參數(shù)改變靈活，排題方便。2、選用進口的高精度運算放大器OP07，它具有高增益，輸入失調電壓、電流較一般產(chǎn)品小，由它組成的加法器、積分器的“調零”和“積

21、分漂移”較小。3、操作面板上設置了“復位”鍵，能方便地消除積分環(huán)節(jié)電容上的殘余電荷，從而提高了本機重復運算的精度。4、自帶雙向雙量程電壓表，測量、調整方便。5、具有計算機接口，可方便連接計算機，組成數(shù)字/模擬實驗系統(tǒng)。該學習機的主要技術性能：輸入電源電壓：AC220V±10%、輸出電壓：±15V、額定輸出電流：400mA、電壓調整率：（U）：25mV、輸出阻抗：1。CAE-98E型計算機輔助實驗系統(tǒng)，是以PC機為基礎，配合XMN-2型自動控制原理學習機的新一代計算機輔助實驗系統(tǒng)。它集長余輝示波器、函數(shù)記錄儀、程控信號源、超低頻信號發(fā)生器于一身，可輕松完成各種復雜的實驗。它配

22、有CAE-98接口卡，該卡與CAE-98E軟件相配合，可進行數(shù)據(jù)采集，實時顯示及曲線回放等功能，也可以作為信號源來進行信號的發(fā)送，有兩路信號源，可發(fā)送-5V+5V的正弦、余弦、方波、高低電平、正負階躍信號、三角波信號和鋸齒波信號。信號的周期和類型由軟件來實現(xiàn)。第二章XMN-2型自動控制原理學習機的結構和使用方法XMN-2型自動控制原理學習機如面板圖所示（見附）由以下幾個部分組成：電源部分、模擬運算單元部分、CAE-98接口部分、幅度調節(jié)部分（階躍信號）、測量顯示部分。一、電源：學習機對外有專用的插頭直接接220伏的交流電壓給學習機供電。學習機內(nèi)部有變壓器及集成穩(wěn)壓電路將220伏的交流電轉變成學

23、習機可以使用的±15V的直流電壓。這樣，當接通電源開關，操作面板的左側相應的插孔即有±15V的電壓值，對應的LED指示燈亮。本機的±15V的穩(wěn)壓電壓只供本機使用，不能提供其他使用。二、模擬運算單元本機的模擬運算單元采用進口高精度的運算放大器OP07，它具有高增益，輸入的失調電壓、電流較一般的產(chǎn)品小，由它組成的加法器、積分器的 “零點”和“積分漂移”較小等特點。由面板圖可見，由OP07運算放大器組成的運算部件有：8個配置了一些常用的電阻、電容的運算放大器回路和1個反向器，這8個運算放大器回路在反饋回路和輸入回路提供了一些外接插孔，可連接配置的和外接的電阻、電容來組成

24、所需要的各種運算回路，但是每個運算放大器的接線安排有所不同，其中方便實現(xiàn)加法器、慣性環(huán)節(jié)等，方便實現(xiàn)積分器、慣性環(huán)節(jié)，方便實現(xiàn)其它外接較多的電路，方便實現(xiàn)PID調節(jié)器的功能。同時在運算放大器的同相端，除了接了固定的電阻外也安排了一對“外接”插口，供使用者調整補償電阻進一步減少漂移而引起的輸出誤差。在學習機的面板中間部分，提供了一些無源的電阻、電容和一些二極管等非線性環(huán)節(jié)，可以供所有的8個運算放大器來使用，也可以用于組成飽和、死區(qū)和遲滯回路等非線性回路。這里的無源是相對8個運算放大器里所配置的電阻、電容而言的，因為配置的電阻、電容都是部分的接入了電路，所以，這些配置的電阻、電容只能在它所在的運算

25、放大器回路中使用，不能用于其他的運算放大器回路。在面板OP9的右測，有一個復位的按鈕，其作用是給各個運算放大器回路中的電容放電。當每個運算放大器回路進行第二次運算前，按“復位”鍵，使每個積分器反饋回路中的電容都放電。需要注意的是，若反饋回路中只有電容，則放電很快就可以完成。若反饋回路中，既有電阻又有電容，則放電就較慢，需要按住按鈕一段時間，直到運算放大器回路的輸出為零，才完成放電。三、CAE-98接口模擬運算放大器回路的輸入、輸出都可以與CAE-98接口相連接的，CAE-98接口指的是學習機和計算機相聯(lián)系的接口。計算機中裝有與學習機相配套的硬件和軟件，這硬件和軟件配合有兩大功能，一是可以作為信

26、號源產(chǎn)生信號，如：階躍信號、正余弦等，二是可以作為顯示器來顯示曲線，顯示什麼曲線取決于所接進的信號，一般我們來顯示實驗回路的輸入信號和輸出信號。具體的功能和使用將在第三部分CAE-98E型計算機輔助實驗系統(tǒng)中介紹。這里只介紹在學習機面板上的接口的使用。如面板圖可見該接口可以分為兩部分，一部分是兩路輸入，對學習機來說是輸出，連接該部分的信號可以在計算機中顯示，因而一般我們將實驗回路的輸入和輸出連接進來。另一部分是兩路輸出，對學習機來說是輸入（信號源），可以給學習機的實驗回路提供信號源，但是不能直接接入實驗回路，因為信號源提供的信號是統(tǒng)一±5V的信號，而實驗所用的幅值相對來說要小一些，因

27、而要通過幅度調節(jié)部分進行幅度調節(jié)后接入實驗回路的輸入。四、幅度調節(jié)部分（階躍信號）該部分有三種功能。第一、調節(jié)信號的幅值，我們在實驗中，信號源信號常需要在這里進行信號幅值的調節(jié)（因為我們顯示的幅值最大是5V，故我們要將信號調小）。方法是將CAE-98接口的信號源的信號接入該部分的輸入，開關K1扳在上面（這樣，電位器就可調了，具體的看面板圖），該部分的輸出，通過調節(jié)電位器就可以得到我們所需要的信號幅值。第二、如果“輸入”插口外接超低頻信號發(fā)生器，則可做控制系統(tǒng)的頻率特性實驗。第三、本機還備有“輸入”插口，可以與外加信號源配合使用。如果系統(tǒng)輸入擾動信號為階躍信號，則需要將“輸入”插口接入+15V電

28、源端，撥動K1，可以得到015V的正、負階躍信號。同理，“輸入”插口也可以接入-15V電源端。五、測量顯示部分在面板的右下方有一個電壓表，它的上方有測量選擇，這兩部分結合使用，可以顯示運算放大器的輸出。當測量選擇中的K3撥向右方時，電壓表上所指示的電壓值為撥碼盤上數(shù)碼所選定的運算放大器的輸出電壓值，同時由插口可供示波器觀察響應數(shù)碼的運算放大器的輸出波形。當撥碼盤為0時，電壓表上所指示是幅度調節(jié)部分的輸出。K3撥向左邊時電壓表顯示的是在外接端連接的電壓值。電壓表有兩個量程，一般情況下，當電壓表的量程為±15V時，可以顯示各運算放大器的輸出。當電壓表的量程為±1.5V時，用來測

29、量各運算放大器放電時輸出是否為零。OP07運算放大器在調零時，調整數(shù)字在mV級，因此需用數(shù)字電壓表才可以精確調零。六、注意事項（1）、熟悉本機的原理和結構，以及面板控制開關、旋鈕的作用。（2）、檢查電源電壓應符合AC220V/±10%的范圍。（3）、清理面板上的連線，將不用的線拔出，特別是±15V插孔不能接地，以防燒壞電源。（4）、插頭為自鎖緊式，插頭插入后順時針方向旋轉一定角度即可鎖緊，拔出時需逆時針方向旋轉后方可拔出，嚴禁拉著導線拔出。（5）、儀器不使用時應拔去電源線，蓋好機箱。第三章 CAE-98E型計算機輔助實驗系統(tǒng)一、該系統(tǒng)的構成和主要技術指標CAE-98E型計算

30、機輔助實驗系統(tǒng)，是以PC機為基礎，配合XMN-2型自動控制原理學習機的新一代計算機輔助實驗系統(tǒng)。它集長余輝示波器、函數(shù)記錄儀、程控信號源、超低頻信號發(fā)生器于一身，可輕松完成各種復雜的實驗。該系統(tǒng)由CAE-98型微機接口卡（硬件）和CAE-98E軟件兩部分組成。由硬件和軟件組合用于數(shù)據(jù)采集、信號源輸出、波形顯示等功能。其主要的技術指標：1）、采集輸入通道：作用相當于雙通道存儲示波器，工作電壓范圍：-5V +5V。信號采集時間：6mS 26.2S/512點信號顯示時間：6mS 419.4S/512點。（時基）2）、信號源通道：獨立2路信號源，工作電壓范圍-5V +5V 信號波形：正弦波、方波、高電

31、平、低電平、正階躍、負階躍、三角波、鋸齒波。 信號周期：0.4mS 655.36S(2500Hz 0.00154Hz)。3）、系統(tǒng)配置：PC兼容機，DOS環(huán)境。注：可在WIN3.X或WIN9X下運行。4）、占用PC資源：DAMA通道（DAM1），中斷5（IORQ5），IO地址：280H287H。5）、接口：25芯接口、9芯接口二、使用方法1、啟動在DOS環(huán)境下，進入C:CAE98目錄，運行CAE98E程序后出現(xiàn)等待畫面，敲回車鍵，進入CAE98E型計算機輔助實驗系統(tǒng)的等待畫面。2、設置在等待畫面下，按F4鍵可設置信號源和采集參數(shù)。其中綠色下劃線所在項可使用數(shù)字鍵輸入、退格鍵清除、回車鍵確認進行

32、修改，若輸入數(shù)據(jù)超范圍或直接按回車鍵則使用原參數(shù)。設置完所有的選項后回到等待畫面。其中顯示起點和顯示抽樣點數(shù)兩項不能進行設置，沒有選擇的余地。（1）、信號源設置（注：兩個信號源可分別選擇不同的波形。）·波形選擇：信號源1：_（0-7） 信號源2：_（0-7）其中： 0、正弦波 1、余弦波 2、方波 3、高電平4、正階躍5、負階躍 6、三角波 7、鋸齒波·信號周期的選擇（每個單位代表0.1mS）：源1：_(4 - 6553600) 源2：_(4 6553600)(注：如果選擇10，則信號周期為10*0.1mS=1mS。使用階躍信號應使信號周期大于系統(tǒng)周期的2.5倍以上。因為階躍信號為可控觸發(fā)的方波，周期為“信號周期”的2.5倍。且如果兩個信號源中只要有一個是階躍信號，不論是正還是負，信號源的輸出受采集開始信號F1的控制。發(fā)出該信號后，信號源有信號，正（負）階躍先輸出四分之一信號的低（高）電平，然后變?yōu)楦撸ǖ停╇娖骄S持2個信號周期后，停止；另一路信號源同時啟動，同時停止。如果兩個信號源均不是階躍信號，則信號源不受任何信號的限制，只要在