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电气控制技术实训课件项目1-2
电气控制技术实训
目录
项目一 常用低压电器元件的拆装、检测与维修 项目二 电力拖动基本控制线路的安装接线与调试 项目三 典型机床电气控制线路的故障检修 项目四 电气控制线路系统的设计、安装与调试
项目一 常用低压电器元件的拆装、检测与维修
实训目标： 1．能识别常用低压电器的外形和基本结构，了解其主要参数的选择。 2．能对低压电器进行简单的检测。 3．能正确进行拆卸、组装和排除常用低压电器的常见故障。
•二、工作任务 对常用低压开关电器进行拆装与检测 •三、实训工具、仪表和器材 （1）工具：常用电工工具一套（螺钉旋具 、镊子、钢丝钳、尖嘴钳等）。 （2）仪表：万用表、绝缘电阻表。 （3）器材：开启式负荷开关、组合开关、低压断路器等，根据实际情况准备。 •四、实训指导 1．开启式负荷开关的检测：观察结构1
观察热继电器热元件及动静触点、螺丝是否齐全牢固，动、静触点是否活动 灵活。用万用表电阻挡测试热元件及常闭触点输入点和输出点是否全部接通， 常开触点输入点和输出点是否不通，若不是，则说明热继电器已坏。
热继电器不动作时常闭触点输入点和输出点全部接通，常开触点输入点和输 出点全部不通。
外观检测动静触点、螺丝齐全牢固，活动灵活外壳无损伤等。
3．自动空气开关的检测 观察结构3
将自动空气开关闭合，用万用表电阻挡测试各组触点是否全部接通，若不是， 则说明开关已坏。
自动空气开关闭合后，各触点全部接通；自动空气开关打开，各触点应全部 断开。
外观检测，接线螺钉是否齐全，操作机构应灵活无阻滞，动、静触点的分、 合迅速，松紧一致。
• 四、训练步骤与工艺要点
观察复合按钮的动静触点、螺丝是否齐全牢固，动、静触点是否活动灵活。 用万用表电阻挡测试常闭触点输入点和输出点是否全部接通，常开触点 输入点和输出点是否全部不通，若不是，则说明按钮相应触点已坏。
目录
项目一 常用低压电器元件的拆装、检测与维修 项目二 电力拖动基本控制线路的安装接线与调试 项目三 典型机床电气控制线路的故障检修 项目四 电气控制线路系统的设计、安装与调试
项目一 常用低压电器元件的拆装、检测与维修
实训目标： 1．能识别常用低压电器的外形和基本结构，了解其主要参数的选择。 2．能对低压电器进行简单的检测。 3．能正确进行拆卸、组装和排除常用低压电器的常见故障。
•二、工作任务 对常用低压开关电器进行拆装与检测 •三、实训工具、仪表和器材 （1）工具：常用电工工具一套（螺钉旋具 、镊子、钢丝钳、尖嘴钳等）。 （2）仪表：万用表、绝缘电阻表。 （3）器材：开启式负荷开关、组合开关、低压断路器等，根据实际情况准备。 •四、实训指导 1．开启式负荷开关的检测：观察结构1
观察热继电器热元件及动静触点、螺丝是否齐全牢固，动、静触点是否活动 灵活。用万用表电阻挡测试热元件及常闭触点输入点和输出点是否全部接通， 常开触点输入点和输出点是否不通，若不是，则说明热继电器已坏。
热继电器不动作时常闭触点输入点和输出点全部接通，常开触点输入点和输 出点全部不通。
外观检测动静触点、螺丝齐全牢固，活动灵活外壳无损伤等。
3．自动空气开关的检测 观察结构3
将自动空气开关闭合，用万用表电阻挡测试各组触点是否全部接通，若不是， 则说明开关已坏。
自动空气开关闭合后，各触点全部接通；自动空气开关打开，各触点应全部 断开。
外观检测，接线螺钉是否齐全，操作机构应灵活无阻滞，动、静触点的分、 合迅速，松紧一致。
• 四、训练步骤与工艺要点
观察复合按钮的动静触点、螺丝是否齐全牢固，动、静触点是否活动灵活。 用万用表电阻挡测试常闭触点输入点和输出点是否全部接通，常开触点 输入点和输出点是否全部不通，若不是，则说明按钮相应触点已坏。
电气控制技术ppt课件
3、滑台工进
当滑台快速进给到挡铁压下行程开关ST2时，ST2的动 合触点闭合，使KA2线圈得电并自锁，使电磁铁YA3断 电，液压缸右腔的回油只能经调速阀4流回油箱，使滑台 自动转换为工作进给。
4、滑台快退
当滑台进给到终点时，挡铁压下行程开关ST3，其动合 触点闭合，使KA3线圈得电并自锁，YA1、YA3断电，滑 台停止工进；YA2得电，电磁换向阀3处于右位，变量泵 输出的压力油经换向阀3进入液压缸右腔，缸左腔的回油 经换向阀3直接流入油箱，滑台快退。当滑台退回原位时， ST1被压下，其动断触点断开，使KA3断电，因此YA2也 断电，换向阀3复位，滑台停止。
强力制动。
2、能耗制动控制电路
能耗制动是指在 电动机刚切除三相电 源之际，立即在定子 绕组中接入直流电源。 由于转子切割固定磁 场产生制动力矩，使 电动机的动能转变为 电能并消耗在转子的 制动上，故称能耗制 动。当转子转速为零
时，再切除直流电源。
（五）三相异步电动机的正反转控制电路
1、按钮控制的电动机正反转控制电路
（五）低压隔离器
1、刀开关
刀开关主要由操作手柄、刀片、触点座和底板等组成。 刀开关在安装时应注意： （1）闸刀在合闸状态时，手柄应朝上，不准倒装或平装， 以防造成安全事故。 （2）电源进线应接在刀开关的上 端，负载接在下端，这样拉闸后 刀片与电源隔离，可防止意外事 故发生。
2、转换开关
转换开关又称组合 开关，有单极、双极和 多极之分，常用作电源 的引入开关，也可用作 直接控制小容量异步电 动机非频繁启动和停止 的控制开关，以及控制 电路的转换开关等。
（三）熔断器
熔断器在低压电路中主要用于短路和严重过载时的保护。 熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管或绝缘底座两部 分组成。常用的熔断器有： （1）瓷插式熔断器 它具有结构简单、价格低廉、使用
电气控制系统应用优秀课件
KM2
SB2
SB1 KM1
KM2
A BC
M
KM2
3~
X YZ
4.4电机正－反－停控制线路接线方法
(A)主电路: (1)U1/V1/W1-KM1(主触点)-电机(连接X/Y/Z) (2)U1/V1/W1-KM2(主触点)-电机 (B)控制电路: （1）W1-SB3停止按钮(动断)-SB1电机正转按钮(动合)-SB2电机反转（动断）
（2）反转10秒后自动停机。 （3）有双重互锁保护。 （4）有过载和短路保护。
3 常用控制电器
控制按钮是一种结构简单应用广泛的电器，供低 压网络中作远距离手动控制各种电磁开关，也可用来 转换各种信号线路与电气联锁线路等。主要用于电动 机的起动、停止以及正、反、停的控制。为了便于识 别各个按钮的作用，避免误操作，通常在按钮上作出 不同标志或涂以不同的颜色，通常用红色表示停止按 钮，黄色为正转按钮，绿色为反转按钮。
4 实训操作（现场讨论题目）
4.5 异步电动机时间控制线路 第1题： （1）电动机起动后，能够自锁。 （2）按停止按钮后，10秒钟停机。
第2题： （1）电动机起动后，运行10秒钟自动停机。
4 实训操作
4.5 异步电动机时间控制(操作练习) （1）电动机起动后，能够自锁。 （2）按停止按钮后，10秒钟停机。
KT
文字符号
常闭触头 断电延时断开
图形符号
KT
文字符号
通电延时继电器
断电延时继电器
3.3时Байду номын сангаас继电器
继电器线圈 通电延时动合 通电延时动断
3.4 自动开关
自动开关又称自动空气断路器,当电路发生严重过载、 短路及失压等故障时，能够自动切断故障电路，有效地 保护串接在它后面的电气设备。
《电气控制技术实训》PPT课件
电气控制技术实训
实训任务2-3 按钮切换的星-三角减压起动控制线路的安装接线与调试
• 一、实训目标 • 理解电动机减压起动的原理和电动机定子绕组星形、三角形联结方
式，识读三相笼型异步电动机按钮切换的星-三角减压起动控制线路的 工作原理，完成其线路的安装接线与调试。 • 二、工作任务 • 根据三相笼型异步电动机按钮切换的星-三角减压起动控制线路原理 图绘制安装接线图，按工艺要求完成电气线路连接，并能进展线路的检 查和故障排除。 • 三、实训工具、仪表及器材 • 1．工具 螺丝刀〔十字、一字〕、电笔、剥线钳、尖嘴钳、老虎钳等 • 2．仪表 兆欧表、万用表 • 3．器材 组合开关或低压断路器1只、螺旋式熔断器5只、交流接触器3 只、热继电器1只、按钮3只〔红、绿、黑各1〕或组合按钮1只〔按钮 数3〕、接线端子排1个〔15节左右〕、三相交流异步电动机1台 安装 网孔板和导线假设干
电气控制技术实训
实训任务2-2 异步电动机正反转控制线路的安装接线与调试
• 一、实训目标 • 理解互锁的作用和实现方法，识读三相笼型异步电动机正反转控制线
路的工作原理，完成其线路的安装接线与调试。 • 二、工作任务 • 根据三相笼型异步电动机正反转控制线路原理图绘制安装接线图，按
工艺要求完成电气线路连接，并能进展线路的检查和故障排除。 • 三、实训工具、仪表及器材 • 1．工具 螺丝刀〔十字、一字〕、电笔、剥线钳、尖嘴钳、老虎钳等 • 2．仪表 兆欧表、万用表 • 3．器材 组合开关或低压断路器1只、螺旋式熔断器5只、交流接触
电气控制技术实训
实训任务2-1 异步电动机单向起动控制线路的安装接线与调 试
• 一、实训目标 • 理解自锁的作用和实现方法，识读三相笼型异步电动机单向起动控
《电气控制技术》PPT课件
电气控制技术
• 在工业和农业的生产中，大量地使用各种各样的 生产机械，如起重机、车床、刨床等。生产机械中 一些部件的运动，需要电动机来拖动。为了使电动 机能按生产的要求进行起转、制动、反转和调速等， 就需要对电动机进行控制。
• 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用 继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和 保护，称为继电接触控制。
特点：多用于低压电力网络和成套配电装置中 ， 作为较大容量电气设备的短路和连续过载保护， 是一种分断能力较大的熔断器。
5.1.2 熔断器
有填料式熔断器
特点：是一种大分断能力的熔断器。广泛应 用于短路电流很大的电力网络或低压配电装 置中。
5.1.2 熔断器
选择熔体额定电流的方法：
1、电灯支线的熔体： 熔体额定电流≥支线上所有电灯的工作电流之和。 2、一台电动机的熔体： 熔体额定电流≥电动机的起动电流÷2.5 3、几台电动机合用的总熔体： 熔体额定电流=(1.5∽2.5)×容量最大的电动机的 额定电流，
辅触头
5.1.3 交流接触器
工作原理
• 线圈加额定 电压，衔铁吸合， 主触头闭合，常 闭触头断开，常 开触头闭合；线 圈电压消失，触 头恢复常态。
5.1.3 交流接触器
使用选择
•接触器的额定电压应大于或等于负载回路的 额定电压； • 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的 额定电压等级一致； • 额定电流应大于或等于被控主回路的额定 电流。
•开关是用于接通和断开电路的电器。 常用的开关 有刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。
5.1.1 开关
1、刀开关
•刀开关又叫闸刀开关。分为单极、双极和三极。
符号
QS
QS
QS
单极 双极
• 在工业和农业的生产中，大量地使用各种各样的 生产机械，如起重机、车床、刨床等。生产机械中 一些部件的运动，需要电动机来拖动。为了使电动 机能按生产的要求进行起转、制动、反转和调速等， 就需要对电动机进行控制。
• 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用 继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和 保护，称为继电接触控制。
特点：多用于低压电力网络和成套配电装置中 ， 作为较大容量电气设备的短路和连续过载保护， 是一种分断能力较大的熔断器。
5.1.2 熔断器
有填料式熔断器
特点：是一种大分断能力的熔断器。广泛应 用于短路电流很大的电力网络或低压配电装 置中。
5.1.2 熔断器
选择熔体额定电流的方法：
1、电灯支线的熔体： 熔体额定电流≥支线上所有电灯的工作电流之和。 2、一台电动机的熔体： 熔体额定电流≥电动机的起动电流÷2.5 3、几台电动机合用的总熔体： 熔体额定电流=(1.5∽2.5)×容量最大的电动机的 额定电流，
辅触头
5.1.3 交流接触器
工作原理
• 线圈加额定 电压，衔铁吸合， 主触头闭合，常 闭触头断开，常 开触头闭合；线 圈电压消失，触 头恢复常态。
5.1.3 交流接触器
使用选择
•接触器的额定电压应大于或等于负载回路的 额定电压； • 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的 额定电压等级一致； • 额定电流应大于或等于被控主回路的额定 电流。
•开关是用于接通和断开电路的电器。 常用的开关 有刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。
5.1.1 开关
1、刀开关
•刀开关又叫闸刀开关。分为单极、双极和三极。
符号
QS
QS
QS
单极 双极
电气控制技术实验课件
现在学习的是第35页，共57页
四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统
2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统
3、计算机
4、FX-20P-E编程器 5、面包板、数码管、电阻（2K、1/4w）。
现在学习的是第36页，共57页
返回
实验六 功能指令实验
（本实验为设计性实验）
现在学习的是第37页，共57页
一、实验目的
1．熟悉PLC实验系统硬件及编程软件的使 用方法；
2．掌握基本指令指令的编程及使用。
现在学习的是第7页，共57页
二、实验内容
（一）与、或、非基本指令实验 1．编程要求 PLC输出Y0为输入X0的非； PLC输出Y1为X1和X2的与； PLC输出Y2为X3和X4的或； 2．实验步骤
按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图。 将程序写入到PLC主机，进行实物测试.运行该 程序，观察PLC输出结果，并分别填入对应的 操作结果表中。
2、输入完梯形图将程序下载到PLC主机时，注意要先将梯形图转换为指令
表。（点击“变换”菜单中的“变换”命令） 3、将程序下载到PLC主机时，注意要先打开实验箱电源，将PLC开关处于
STOP位置。（下载点击“在线”菜单中的“PLC写入”命令） 4、PLC输入输出接线，根据I/O分配表连接外器件。 5、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“在线”菜单“监控” 中
交通灯插孔TL3：红灯
交通灯插孔TL4：绿灯 交通灯插孔TL5：黄灯 交通灯插孔TL6：红灯
现在学习的是第25页，共57页
四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统 2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统 3、计算机 4、FX-20P-E编程器
四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统
2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统
3、计算机
4、FX-20P-E编程器 5、面包板、数码管、电阻（2K、1/4w）。
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实验六 功能指令实验
（本实验为设计性实验）
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一、实验目的
1．熟悉PLC实验系统硬件及编程软件的使 用方法；
2．掌握基本指令指令的编程及使用。
现在学习的是第7页，共57页
二、实验内容
（一）与、或、非基本指令实验 1．编程要求 PLC输出Y0为输入X0的非； PLC输出Y1为X1和X2的与； PLC输出Y2为X3和X4的或； 2．实验步骤
按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图。 将程序写入到PLC主机，进行实物测试.运行该 程序，观察PLC输出结果，并分别填入对应的 操作结果表中。
2、输入完梯形图将程序下载到PLC主机时，注意要先将梯形图转换为指令
表。（点击“变换”菜单中的“变换”命令） 3、将程序下载到PLC主机时，注意要先打开实验箱电源，将PLC开关处于
STOP位置。（下载点击“在线”菜单中的“PLC写入”命令） 4、PLC输入输出接线，根据I/O分配表连接外器件。 5、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“在线”菜单“监控” 中
交通灯插孔TL3：红灯
交通灯插孔TL4：绿灯 交通灯插孔TL5：黄灯 交通灯插孔TL6：红灯
现在学习的是第25页，共57页
四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统 2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统 3、计算机 4、FX-20P-E编程器
电气控制技术实验课件
电气控制技术实验课 件
目录
• 实验一：基本电路连接与测量 • 实验二：电机控制实验 • 实验三：PLC控制实验 • 实验四：变频器控制实验 • 实验五：电气安全实验
01
实验一：基本电路连接 与测量
电路元件介绍
能够产生自感电动势，阻 碍电流变化的元件。
用于储存电荷的元件，具 有隔直通交的特性。
用于限制电流，阻碍电流 流动的元件。
变频器控制电路
主电路
变频器的主电路包括输入端子、整流器、滤波器和逆变器等部分，其主要作用 是将输入的交流电转换为直流电，然后再将直流电逆变为可变频率的交流电。
控制电路
变频器的控制电路包括给定电路、速度检测电路、控制信号处理电路等部分， 其主要作用是根据输入的信号和设定的参数来控制主电路的工作。
变频器在电机控制中的应用
使用类似于高级语言的编程方式，适合于复杂的算法和控制策略。
功能块图编程
使用功能块进行编程，易于理解和使用，适合于模块化的编程。
PLC控制系统设计
01
系统需求分析
明确控制要求，分析工艺流程和控 制逻辑。
程序设计
使用PLC编程语言进行程序设计，实 现控制逻辑。
03
02
I/O配置
根据控制需求选择合适的输入输出 模块，并进行配置。
电阻
电容
电感
电路连接方法
01
02
03
并联
两个或多个元件的正负极 分别相连，电流在各支路 中同时流通。
串联
一个接一个地连接起来， 电流只能沿单一路径通过 各元件。
混联
电路中既有并联又有串联 的连接方式。
电路测量技术
电压测量
使用电压表测量电路中两点之间的电位差。
目录
• 实验一：基本电路连接与测量 • 实验二：电机控制实验 • 实验三：PLC控制实验 • 实验四：变频器控制实验 • 实验五：电气安全实验
01
实验一：基本电路连接 与测量
电路元件介绍
能够产生自感电动势，阻 碍电流变化的元件。
用于储存电荷的元件，具 有隔直通交的特性。
用于限制电流，阻碍电流 流动的元件。
变频器控制电路
主电路
变频器的主电路包括输入端子、整流器、滤波器和逆变器等部分，其主要作用 是将输入的交流电转换为直流电，然后再将直流电逆变为可变频率的交流电。
控制电路
变频器的控制电路包括给定电路、速度检测电路、控制信号处理电路等部分， 其主要作用是根据输入的信号和设定的参数来控制主电路的工作。
变频器在电机控制中的应用
使用类似于高级语言的编程方式，适合于复杂的算法和控制策略。
功能块图编程
使用功能块进行编程，易于理解和使用，适合于模块化的编程。
PLC控制系统设计
01
系统需求分析
明确控制要求，分析工艺流程和控 制逻辑。
程序设计
使用PLC编程语言进行程序设计，实 现控制逻辑。
03
02
I/O配置
根据控制需求选择合适的输入输出 模块，并进行配置。
电阻
电容
电感
电路连接方法
01
02
03
并联
两个或多个元件的正负极 分别相连，电流在各支路 中同时流通。
串联
一个接一个地连接起来， 电流只能沿单一路径通过 各元件。
混联
电路中既有并联又有串联 的连接方式。
电路测量技术
电压测量
使用电压表测量电路中两点之间的电位差。
电气控制技术基础与实训完整版课件全套ppt教学教程最全整套电子讲义幻灯片(最新)
120°电角度的三相绕组，分别通入三相对称交流电，则在定子与转子的 空隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，称此磁场是旋转磁场。 设定子绕组由三个线圈U1U2、V1V2和W1W2组成，各相绕组的位置互
成120°，如图1-6。三相绕组接成星形，向这三相绕组通入对称的三 相交流电，如图1-6（b）、（c）所示。
知识4 三相异步电动机的制动
1）机械制动是利用机械装 置来使电动机迅速停止。 常用在起重机设备上。机 械制动是利用机械装置使 电动机的电源切断之后能 迅速停转。机械制动应用 最为普遍的是电磁抱闸。
2）电气制动是使异步电动 机所产生的电磁转矩和轴 上所受的机械转矩方向 （亦即电动机的旋转方向） 相反。电气制动通常可分 为反接制动、能耗制动和 再生制动三类。
相绕组，将B相交流电改为与W相绕组相接，C相交流电与V相绕组相 接，分别绘出ωt为0°及60°瞬间的合成磁场，如图1-7所示。 (3).旋转磁场的旋转速度 当三相笼型异步电动机定子绕组为p对磁极时，旋转磁场的转速 为 式中：n1——旋转磁场转速（又称同步转速），转/分 （r/min）；f1——三相交流电源的频率，赫（Hz）； p——磁极对数。
知识目标
1）熟知电动机正转控制的概念。 2）熟悉常用低压电器转换开关、熔断器、接触器、按钮的结 构、工作原理及相关的知识。 3）掌握点动正转控制线路的工作原理和原理图。 4）掌握电动机短路保护、欠压和失压保护的意义。
技术目标
1）熟知上述低压电器的图形符号和文字符号，掌握的使用注 意事项，并且能够灵活使用。 2）熟练地拆装上述低压电器，能够进行简单维护。 3）掌握电动机控制线路的安装步骤和调试方法，能够对点动 正转控制线路进行熟练的安装与调试。
额定转 速
额定频 率
成120°，如图1-6。三相绕组接成星形，向这三相绕组通入对称的三 相交流电，如图1-6（b）、（c）所示。
知识4 三相异步电动机的制动
1）机械制动是利用机械装 置来使电动机迅速停止。 常用在起重机设备上。机 械制动是利用机械装置使 电动机的电源切断之后能 迅速停转。机械制动应用 最为普遍的是电磁抱闸。
2）电气制动是使异步电动 机所产生的电磁转矩和轴 上所受的机械转矩方向 （亦即电动机的旋转方向） 相反。电气制动通常可分 为反接制动、能耗制动和 再生制动三类。
相绕组，将B相交流电改为与W相绕组相接，C相交流电与V相绕组相 接，分别绘出ωt为0°及60°瞬间的合成磁场，如图1-7所示。 (3).旋转磁场的旋转速度 当三相笼型异步电动机定子绕组为p对磁极时，旋转磁场的转速 为 式中：n1——旋转磁场转速（又称同步转速），转/分 （r/min）；f1——三相交流电源的频率，赫（Hz）； p——磁极对数。
知识目标
1）熟知电动机正转控制的概念。 2）熟悉常用低压电器转换开关、熔断器、接触器、按钮的结 构、工作原理及相关的知识。 3）掌握点动正转控制线路的工作原理和原理图。 4）掌握电动机短路保护、欠压和失压保护的意义。
技术目标
1）熟知上述低压电器的图形符号和文字符号，掌握的使用注 意事项，并且能够灵活使用。 2）熟练地拆装上述低压电器，能够进行简单维护。 3）掌握电动机控制线路的安装步骤和调试方法，能够对点动 正转控制线路进行熟练的安装与调试。
额定转 速
额定频 率
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二、实验设备
PC机一台，TDN-AC系列教学实验系统。
三．实验原理及电路
下面列出了各典型环节的方框图、传递函数、 模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。 1、各环节的方块图及传递
典型环节名称
方块图
比例（P）
积分（I）
比例积分（PI）
传递函数
比例微分 （PD） 惯性环节（T）
比例积分微分 （PID）
实验四 传输实验
（本实验为设计性实验）
一、实验目的
1、掌握用PLC控制传动控制系 统的方法；
2、熟悉PLC编程技巧及程序调 试方法。训练解决工程实际控制 问题的能力。
针）用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（3DJ6）夹 断，这时运放处于工作状态
②阶跃信号的产生； 电路可采用图1-1所示电路，它由“单脉冲单元”
（U13 SP）及“电位器单元”（U14 P）组成。 具体线路形成：在U13 SP单元中，将H1与+5V 插针用“短路块”短接，H2 插针用排线接至U14 P单元的X插针；在U14 P 单元中，将Z插针和GND插针用“短
路块”短接，最后由插座的Y端输出信号。 以后实现再用到阶跃信号时，方法同上，不再累赘。
（2）实验操作
按2中的各典型环节的模拟电路图将线接好（先按比 例,PID先不接）。将模拟电路输入端（Ui）与阶跃信号的输出 端Y相联接；模拟电路的输出端（U0）接至示波器。按下按钮 （或松平按扭）H 时 ，用示波器观测输出端U0(t)的实际响应 曲线，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。同理得 出积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它 们的理想曲线和实际响应曲线见表1-1。
3、研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳 定性。
4、熟悉劳斯判据，用劳斯判据对三阶系统进行稳定性分 析。
二、实验设备
PC机一台，TDN-AC系列教学实验系统。
三、实验原理及电路
1、典型二阶系统 ①典型二阶系统的方块图及传递函数 图2-1是典型二阶系统原理方块图，其中T0=1s,T1=0.1s，K1分别为10、5、 2、1。
自动控制原理实验
湖南工学院电气与信息工程系 罗雪莲
目录
实验一 典型环节的模拟研究 实验二 典型系统瞬态响应和稳定性 实验三 控制系统的频率特性 实验四 线性连续系统校正 实验五 采样系统分析 附: 实验系统介绍
实验一 典型环节模拟研究
本实验为验证性实验
一、实验目的
1、学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性影响。 2、熟悉各种典型环节的阶跃响应。 3、学习典型环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型 环节的传递函数。
表1
PLC实验系统接线提示
1．交通显示装置模型 交通灯插孔TL1～TL3为一组， TL4～TL6为一组，其中
交通灯插孔TL1：绿灯 交通灯插孔TL2：黄灯 交通灯插孔TL3：红灯 交通灯插孔TL4：绿灯 交通灯插孔TL5：黄灯 交通灯插孔TL6：红灯
四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统 2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统 3、计算机 4、FX-20P-E编程器
图2-2
2、典型三阶系统 ①典型三阶系统的方块图：见图2-3。
②模拟电路图：见图2-4。
图2-4
开环传递函数为： G(S)H（(S其) 中K=500K/R） 系统的特征方S程(0.为1S 11+)G(0(.5SS)H1()S)=0
即S3+12S2+20S+20K=0 由Routh判据得：0<K<12，即R>41.7KΩ 系统稳定
K=12，即R=41.7 KΩ 系统临界稳定
K>12，即R<41.7 KΩ 系统不稳定
四、实验内容和步骤
1．准备 将“信号源单元”（U1 SG）的ST插针和+5V插针用“短路块”短
接，使运算放大器反馈网络上的场效应管3DJ6夹断。 2．阶跃信号的产生
见实验一中的阶跃信号的产生。将阶跃信号加至输入端，调节单 次阶跃单元中的电位器，按动按钮，用示波器观察阶跃信号，使其幅值 为3V。 3．典型二阶系统瞬态性能指标的测试
②参照2中的PID模拟电路图，将PID环节搭接好。
③将①中产生的周期性方波加到PID环节的输入端（Ui），用示波 器观测PID的输出端（U0），改变电路参数，重新观察并记录。
实验二 典型系统瞬态响应和稳定 性
本实验为验证性实验
一、实验目的
1、熟悉有关二阶系统的特性和模拟仿真方法。
2、研究二阶系统的两个重要参数阻尼比ζ和无阻尼自然 频率ωn对过渡过程的影响。
①按图2-2接线，R=10K。 ②用示波器观察系统阶跃响应C（t），测量并记录超调量δ%，峰值时间 和调节时间。记录表1中。
③分别按R=20K;40K;100K改变系统开环增益，观察相应的阶跃响应 C(t)，测量并记录性能指标δ(%)、tp和tS，及系统的稳定性。并记录 测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。并将实验结 果填入表1中。
2、各典型环节的模拟电路图及输出响应
各典型环 节名称
模拟电路图
比例（P）
积分（I）
比例积 分（PI）
输出响应
U0(t)=K (t≥0) 其中K=R1/R0
U0(t)=(t≥0) 其中T=R0C U0(t)= (t≥0)其 K=R1/R0， T=R1C
比例微 分（PD）
惯性环 节（T）
比例积 分微分 （PID）
2、观察PID环节的响应曲线
①此时Ui采用U1 SG单元的周期性方波信号（U1单元的 ST 的插针改为与S 插针用“短路块”短接，S11波段开关置与 “阶跃信号”档，“OUT”端的输出电压即为阶跃信号电压， 信号周期由波段开关S12与电位器W11调节，信号幅值由电位器 W12调节。以信号幅值小、信号周期较长比较适宜）。
U0(t)=KTδ(t)+K其中δ(t) 为单位脉冲函数
U0(t)=K(1-e-t/T) 其中K=R1/R0， T=R1C 其中δ(t)为单位脉 冲函数 Kp=R1/R0;Ti=R0C 1Td=R1R2C2/R0
四、实验内容及步骤
1、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶 跃响应曲线。
（1）实验接线 ①准备：使运放处于工作状态。 将信号源单元（U1 SG）的ST端（插针）与+5V端（插
PC机一台，TDN-AC系列教学实验系统。
三．实验原理及电路
下面列出了各典型环节的方框图、传递函数、 模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。 1、各环节的方块图及传递
典型环节名称
方块图
比例（P）
积分（I）
比例积分（PI）
传递函数
比例微分 （PD） 惯性环节（T）
比例积分微分 （PID）
实验四 传输实验
（本实验为设计性实验）
一、实验目的
1、掌握用PLC控制传动控制系 统的方法；
2、熟悉PLC编程技巧及程序调 试方法。训练解决工程实际控制 问题的能力。
针）用“短路块”短接，使模拟电路中的场效应管（3DJ6）夹 断，这时运放处于工作状态
②阶跃信号的产生； 电路可采用图1-1所示电路，它由“单脉冲单元”
（U13 SP）及“电位器单元”（U14 P）组成。 具体线路形成：在U13 SP单元中，将H1与+5V 插针用“短路块”短接，H2 插针用排线接至U14 P单元的X插针；在U14 P 单元中，将Z插针和GND插针用“短
路块”短接，最后由插座的Y端输出信号。 以后实现再用到阶跃信号时，方法同上，不再累赘。
（2）实验操作
按2中的各典型环节的模拟电路图将线接好（先按比 例,PID先不接）。将模拟电路输入端（Ui）与阶跃信号的输出 端Y相联接；模拟电路的输出端（U0）接至示波器。按下按钮 （或松平按扭）H 时 ，用示波器观测输出端U0(t)的实际响应 曲线，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。同理得 出积分、比例积分、比例微分和惯性环节的实际响应曲线，它 们的理想曲线和实际响应曲线见表1-1。
3、研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳 定性。
4、熟悉劳斯判据，用劳斯判据对三阶系统进行稳定性分 析。
二、实验设备
PC机一台，TDN-AC系列教学实验系统。
三、实验原理及电路
1、典型二阶系统 ①典型二阶系统的方块图及传递函数 图2-1是典型二阶系统原理方块图，其中T0=1s,T1=0.1s，K1分别为10、5、 2、1。
自动控制原理实验
湖南工学院电气与信息工程系 罗雪莲
目录
实验一 典型环节的模拟研究 实验二 典型系统瞬态响应和稳定性 实验三 控制系统的频率特性 实验四 线性连续系统校正 实验五 采样系统分析 附: 实验系统介绍
实验一 典型环节模拟研究
本实验为验证性实验
一、实验目的
1、学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对环节特性影响。 2、熟悉各种典型环节的阶跃响应。 3、学习典型环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型 环节的传递函数。
表1
PLC实验系统接线提示
1．交通显示装置模型 交通灯插孔TL1～TL3为一组， TL4～TL6为一组，其中
交通灯插孔TL1：绿灯 交通灯插孔TL2：黄灯 交通灯插孔TL3：红灯 交通灯插孔TL4：绿灯 交通灯插孔TL5：黄灯 交通灯插孔TL6：红灯
四、实验仪器与设备
1、EL-PLC-Ⅰ型可编程控制器实验系统 2、 EL-PLC-Ⅱ型可编程控制器实验系统 3、计算机 4、FX-20P-E编程器
图2-2
2、典型三阶系统 ①典型三阶系统的方块图：见图2-3。
②模拟电路图：见图2-4。
图2-4
开环传递函数为： G(S)H（(S其) 中K=500K/R） 系统的特征方S程(0.为1S 11+)G(0(.5SS)H1()S)=0
即S3+12S2+20S+20K=0 由Routh判据得：0<K<12，即R>41.7KΩ 系统稳定
K=12，即R=41.7 KΩ 系统临界稳定
K>12，即R<41.7 KΩ 系统不稳定
四、实验内容和步骤
1．准备 将“信号源单元”（U1 SG）的ST插针和+5V插针用“短路块”短
接，使运算放大器反馈网络上的场效应管3DJ6夹断。 2．阶跃信号的产生
见实验一中的阶跃信号的产生。将阶跃信号加至输入端，调节单 次阶跃单元中的电位器，按动按钮，用示波器观察阶跃信号，使其幅值 为3V。 3．典型二阶系统瞬态性能指标的测试
②参照2中的PID模拟电路图，将PID环节搭接好。
③将①中产生的周期性方波加到PID环节的输入端（Ui），用示波 器观测PID的输出端（U0），改变电路参数，重新观察并记录。
实验二 典型系统瞬态响应和稳定 性
本实验为验证性实验
一、实验目的
1、熟悉有关二阶系统的特性和模拟仿真方法。
2、研究二阶系统的两个重要参数阻尼比ζ和无阻尼自然 频率ωn对过渡过程的影响。
①按图2-2接线，R=10K。 ②用示波器观察系统阶跃响应C（t），测量并记录超调量δ%，峰值时间 和调节时间。记录表1中。
③分别按R=20K;40K;100K改变系统开环增益，观察相应的阶跃响应 C(t)，测量并记录性能指标δ(%)、tp和tS，及系统的稳定性。并记录 测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。并将实验结 果填入表1中。
2、各典型环节的模拟电路图及输出响应
各典型环 节名称
模拟电路图
比例（P）
积分（I）
比例积 分（PI）
输出响应
U0(t)=K (t≥0) 其中K=R1/R0
U0(t)=(t≥0) 其中T=R0C U0(t)= (t≥0)其 K=R1/R0， T=R1C
比例微 分（PD）
惯性环 节（T）
比例积 分微分 （PID）
2、观察PID环节的响应曲线
①此时Ui采用U1 SG单元的周期性方波信号（U1单元的 ST 的插针改为与S 插针用“短路块”短接，S11波段开关置与 “阶跃信号”档，“OUT”端的输出电压即为阶跃信号电压， 信号周期由波段开关S12与电位器W11调节，信号幅值由电位器 W12调节。以信号幅值小、信号周期较长比较适宜）。
U0(t)=KTδ(t)+K其中δ(t) 为单位脉冲函数
U0(t)=K(1-e-t/T) 其中K=R1/R0， T=R1C 其中δ(t)为单位脉 冲函数 Kp=R1/R0;Ti=R0C 1Td=R1R2C2/R0
四、实验内容及步骤
1、观测比例、积分、比例积分、比例微分和惯性环节的阶 跃响应曲线。
（1）实验接线 ①准备：使运放处于工作状态。 将信号源单元（U1 SG）的ST端（插针）与+5V端（插