电子线路与测控系统虚拟仿真实验项目

时间:2018-05-07

项目负责人

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一、电路系统与测控虚拟仿真实验项目

项目成员

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1、课程介绍

   课程概述

   《自动控制原理》课是电子信息科学与技术专业、电子信息工程专业必修的专业基础课,主要掌握线性系统的经典控制理论。包括以下几个

方面:线性定常系统的数学模型的建立;控制系统常用的三种分析方法:时域分析法、根轨迹分析法和频域分析法;控制系统的设计与校正。该

课程为学生掌握基本的自动控制理论、电子机械设备的工作原理及分析方法打下基础。

   考试要求

   考试 (笔试80%+实验20%)

   预备知识

   电路分析、模拟电子线路、数字信号处理、信号与系统

   授课大纲

   ①. 教学对象

   本大纲适用于电子信息工程专业,电子信息科学与技术专业4年制本科。

   ②. 课程性质和目的

   重点掌握系统方框图的绘制方法,完全理解负反馈控制原理;牢固掌握传递函数的概念、定义和性质并能求出系统的传递函数、能熟练地进

行结构图等效变换、熟练运用梅逊公式求系统的传递函数;掌握系统稳定性概念、稳定的充要条件、稳态误差的概念、静态误差系数法及其应用

的限制条件,在此基础上,熟练运用代数稳定判据判定系统的稳定性、计算稳态误差的一般方法、一阶系统、二阶系统特征参数及一阶、二阶欠

阻尼系统动态性能计算方法、典型欠阻尼系统特征参数、极点位置与动态性能之间的关系;掌握根轨迹的绘制法则,并能熟练绘制系统的根轨迹;

Nyquist曲线图、Bode图、稳定判据及相角裕度、幅值裕度的计算;基本掌握闭环频率特性的有关指标及用实验数据、Bode图确定传递函数;

点掌握串联校正的设计方法,包括频率设计法和根轨迹设计法、掌握校正系统网络的频率特性及其作用、正确选择校正网络。

   ③. 教学方法

   本课程采用课堂演示讲授与上机实验指导相结合的方法。

   ④. 教学内容

   序言 数学补充 (参考学时:3

   第一章:自动控制的基本概念 (参考学时:2

   第二章:控制系统的数学模型 (参考学时:8

   第三章:时域分析法 (参考学时:10

   习题课 (参考学时:2

   第四章:根轨迹法 (参考学时:7

   第五章:频率响应法 (参考学时:11

   习题课 (参考学时:2

   第六章:控制系统的设计与校正 (参考学时:7

   ⑤. 教材及学时安排

   演示讲授:48课时

   实验讲授:12课时

   教材: 薛安克主编.《自动控制原理》 西安电子科技大学出版社.

2、课程公告

   考试形式:闭卷
   考核方式:总成绩=平时成绩&期中考试(20%)+ 实验(20%)+ 期末闭卷考试(60%)
   答疑:
   时间:周二   地点:信息学院

3、课程视频及课件

      电路系统与测控虚拟仿真实验项目.docx

       PID控制视频脚本_2017.11.4.docx

      自动控制原理实验教学大纲.doc

      自动控制原理_课程介绍.doc

      LabACTn实验指导书.doc

4、虚拟平台

      虚拟平台使用介绍.docx

二、电子线路虚拟仿真实验项目

项目成员

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1、课程介绍

   实验名称

   方波-三角波发生电路
   
本虚拟仿真实验重点考核学生是否能够熟练使用Multisim的电路设计、仿真和测试功能,正确连接由多个元器件构成的电路,熟练使用虚拟仪

器如示波器、函数信号发生器、数字万用表等,对各个电路波形进行观察并对波形的参数,包括幅值、频率和周期等进行测量的能力。通过此次

实验,将大幅提高学生对模拟电路中相关电路原理知识的理解,加强对电路的结构特点和参数进行分析、计算和测试的能力,提高学生的动手实

践和创新能力。

   预备知识

   学习并掌握模拟电路相关理论知识;熟练掌握Multisim仿真软件的电路设计及基本操作方法。

   授课大纲

   本大纲适用于大二年级各专业学生

   ①. 实验目的

   1)掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。

   2)掌握积分电路的测试和分析方法。

   3)掌握电压比较电路的分析及计算。

   4)学会测试比较器的方法。

   5)掌握方波、三角波波形发生电路的结构特点和分析、计算、测试方法。

   6)掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法

   ②. 知识点

   本实验的知识点为集成运放构成积分电路、电压比较器的工作原理以及波形发生电路的基本原理。

   ③. 实验内容及所需关键设备名称

   1)积分电路性能的测试,测量运放正向、负向饱和电压值,输入正弦波、方波,用示波器观测输入输出波形大小及相位关系。

   2)电压比较器的测试,主要为同向滞回电压比较器的阈值的测试,输入正弦波,用示波器观测输出波形,测量电压传输特性曲线。

   3)连接方波-三角波发生电路并进行调试,测试输出波形的幅值和频率,并与理论值进行比较。

   ④. 所需关键设备:

   1Multisim 13.0仿真软件(或13.0以上版本)

   2)数字万用表

   3)直流稳压电源

   4)双踪示波器

   5)函数信号发生器

   6)交流毫伏表

 2、课程公告

    每次按安排完成实验教材内容和实验报告。每次实验课结束时提交实验报告!实验时随机点名提问,作为平时考核成绩。旷课一次,

扣除课程总成绩20%;请假一次,扣除课程总成绩5%,并须在下节实验课前补做实验并提交实验报告。

3、课程视频及课件

   电子线路虚拟仿真实验项目.docx

      实验登记表_方波三角波发生电路.docx



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