[發明專利]一種智能化組件式的自動控制綜合教學實驗平臺

在審

• 申請號: 201711075501.6
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN108010411A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 夏天乾;黃向華;張天宏
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種智能化組件式的自動控制綜合教學實驗平臺，包含智能驅動組件、信號采集組件和模擬機組件，智能驅動組件，采用PWM波驅動直流電機，同時具備光電碼盤、測速電機與光電開關三種方式采集電機轉速和角度；信號采集組件，用以采集或者輸出模擬量、數字量或者頻率量信號；模擬機組件，具有多個獨立的運放及其周邊的電阻、電容，用以搭建各種模擬電路。各個組件可以單獨使用或者組合使用，實現自動控制教學實驗中的電機控制和模擬電路控制，并且智能驅動組件和信號采集組件可以通過以太網與PC機進行通信，構成上、下位機實驗系統。該教學實驗平臺具有組合靈活、功能多樣、體積小巧和維護方便的特點。

技術領域

本發明涉及一種智能化組件式的自動控制綜合教學實驗平臺，屬于教學實驗設備領域，用于自動控制類課程教學實驗。

背景技術

在自動控制類課程的教學實踐中，通常安排開環控制、閉環控制、速度反饋校正、對象特性識別、數字控制等實驗內容。如果僅僅采用模擬計算機或數字計算機進行仿真實驗,不能很好地與工程實際結合,教學效果不明顯。本發明設計了一種智能化組件式的自動控制實驗教學平臺，可以有效幫助學生理解自動控制原理。

張天宏在《自動控制綜合教學實驗儀器開發》一文中設計了一種電動伺服控制系統為中心的面向自動控制類課程的教學實驗系統，該系統以單片機為核心設計了實驗箱，使用數據采集卡進行數據采集，采用線性運放放大方式驅動電機，實驗儀器充分應用了硬件資源，可以實現模擬/數字控制、開環/閉環控制、位置/速度控制、上下位機分級控制等多種組合工作方式,從而幫助學生理解控制理論,提高對實際控制系統的分析設計能力。

然而該教學實驗儀器有如下不足：

1)使用線性驅動電路驅動電機，效率低下，產熱嚴重。

2)使用實驗箱的設計使得設備笨重且不易維護。

3)使用數據采集卡進行數據采集，連線復雜，容易出錯。

鄧其貴在《面向自動控制實驗的多功能實驗平臺設計》一文中設計了一種基于DSP的多功能實驗平臺，通過往DSP中加載不同的實驗應用程序，實現多類型的自動控制實驗。該實驗平臺在設計結構上具有較強的通用性，能夠進行多種電機控制實驗，而且為用戶提供了良好的二次開發接口，有助于用戶在該平臺的硬件環境基礎上，開發功能更加完善和復雜的自動控制實驗內容。

然而該教學實驗儀器有如下不足：

1)不具有搭建模擬電路實驗的功能。

2)不同實驗需要對DSP重新燒寫程序，不方便。

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是一種智能化組件式的自動控制綜合教學實驗平臺。

技術方案：

一種智能化組件式的自動控制綜合教學實驗平臺，包括PC機、電機、智能驅動組件、信號采集組件、模擬機組件以及接插線，所述PC機、電機、智能驅動組件、信號采集組件、模擬機組件上設置有信號接口，所述接插線用于對應連接各信號接口，各部分可形成如下四種組合連接關系，

模式A，PC機與智能驅動模塊連接，智能驅動組件與電機連接；

模式B，PC機與信號采集組件連接，信號采集組件與智能驅動組件連接，智能驅動組件與電機座連接；

模式C，PC機與信號采集組件連接，信號采集組件與模擬機組件連接；

模式D，PC機與信號采集組件連接，信號采集組件與模擬機組件連接，模擬機組件與智能驅動組件連接，智能驅動組件與電機座連接。