【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于教学实验装置，特别涉及一种转角式自控实验教学系统。
技术介绍
1、《自动控制原理》是普通高校自动化专业及相关专业的一门专业基础课。在专业课程体系占有极其重要的地位。pid控制是自动控制理论中十分重要的部分，但因其理论性较强，涉及的系统分析与设计方法复杂，学生掌握有一定的难度，因此实验教学环节的效果对学生掌握理论知识，提升感性认知，提高本课程的教学质量都起着非常重要的作用。
2、pid控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定pid控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
3、在以往的实验教学环节中，通常适用虚拟样机技术来进行仿真实验，虽然实验方便，能够激发学生的探索思维，但是仿真实验与实际pid控制过程仍有一定距离，且不能充分培养学生的动手能力。
4、在往常的实践教学中，所传授的知识相对抽象，学生对pid控制难以形成感性认知，获得直观的体会，因此学生也难以理解pid控制原理的工程应用，理论讲解与工程实际结合不紧密。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
中提到的传统实践教学中，没有直观现实反映pid控制效果的实验设备，缺乏直观性和可操作性的问题，本专利技术提出了一种转角式自控实验教学系统。
2、本专利技术的技术方案是：一种转角式自控实验教学系统，包括工作台，还包括：
3、直流电机，通过第一圆孔支座固定在所述工作台中部，且通过侧面设置的直流电机驱动器驱动；
4、编码器，通过第二
5、刻度盘，固定设置在所述直流电机与编码器之间的工作台上，且所述刻度盘以所述第一联轴器为轴心；
6、旋转阻尼器，通过可移动支架固定在工作台后部，所述可移动支架底部开有槽口，所述槽口通过快拆螺钉固定在工作台上；
7、第二联轴器，所述第二联轴器通过轴承座固定设置在所述旋转阻尼器与直流电机之间的工作台上，所述直流电机的轴尾端通过第二联轴器与旋转阻尼器连接，通过可移动支架沿着直流电机的轴方向进行滑移，实现旋转阻尼器与第二联轴器间的离合；
8、pid控制器，固定设置在工作台上，所述pid控制器与编码器连接，直流电机轴的偏转数据通过编码器输入到pid控制器，pid控制器还通过导线连接有触发器按钮，通过按下触发器按钮，给pid控制器输入信号。
9、进一步地，所述轴承座中间设有含四个立柱的平台，立柱外套有弹簧，第二联轴器内中部上方设有压力轴瓦，所述压力轴瓦两侧套接在立柱上，且通过立柱上端的小螺母进行限位，压力轴瓦的自重与弹簧支反力相平衡，压力轴瓦初始位置不与联轴器接触，轴承座上端设有螺钉，所述螺顶底部与压力轴瓦上端接触，通过旋转螺钉，使压力轴瓦下压与第二联轴器之间形成摩擦，轴承座顶部有圆形刻度，用以指示压力轴瓦下压深度，实现摩擦力参数的调节。
10、进一步地，所述指针上有恒定间距的圆形切槽，所述指针上活动套设有加载惯性的砝码，所述砝码通过紧定螺钉固定在指针上。
11、进一步地，所述指针的初始位置指向刻度盘中心。
12、进一步地，所述旋转阻尼器为可调式阻尼器，旋转阻尼器的尾部有阻尼刻度指示，通过调节旋转阻尼器尾部的六角螺母更改阻尼大小，实现不同阻尼参数的调节。
13、进一步地，所述工作台上设有显示器，所述显示器与所述pid控制器连接，用于显示电机轴角度的实时数据和震荡波形。
14、本专利技术的工作方法：用户拨动指针，使直流电机的轴产生角度偏转，同时在第一联轴器的作用下带动编码器的轴旋转，直流电机轴的偏转数据通过编码器输入到pid控制器；通过显示器在pid控制器输入含有不同p、i、d参数值；按下触发器按钮，指针回到初始位置，修改p、i、d参数值，拨动指针，再次按下触发器按钮，明显可见p、i、d值的设置不同，其响应结果不同；同时，通过调节惯性砝码的位置或变换压力轴瓦施加的压力或是加入旋转阻尼器等外部变量，给实验系统添加不同的外部负载，可明显观察到指针回到初始位置时的震荡、频率、稳态误差以及显示器上指示的数据有着明显不同，由此可以更加直观感受pid控制的效果，使得学生更加容易理解和掌握自动控制原理。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种转角式自控实验教学系统，通过给实验系统添加不同的外部负载，可明显观察到指针回到初始位置时的震荡、频率、稳态误差以及显示器上指示的数据有着明显不同相同。由此可以更加直观感受pid控制的效果，使得学生更加容易理解和掌握自动控制原理。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种转角式自控实验教学系统，包括工作台(1)，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述轴承座(17)中间设有含四个立柱的平台，立柱外套有弹簧(19)，所述压力轴瓦(21)两侧套接在立柱上，且通过立柱上端的小螺母(20)进行限位，压力轴瓦(21)的自重与弹簧(19)支反力相平衡，压力轴瓦(21)初始位置不与第二联轴器(22)接触，轴承座(17)上端设有螺钉(18)，所述螺顶(18)底部与压力轴瓦(21)上端接触，通过旋转螺钉(18)，使压力轴瓦(21)下压与第二联轴器(22)之间形成摩擦，轴承座(17)顶部有圆形刻度，用以指示压力轴瓦(21)下压深度，实现摩擦力参数的调节。
3.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述指针(9-1)上有恒定间距的圆形切槽，所述指针(9-1)上活动套设有加载惯性的砝码(9-2)，所述砝码(9-2)通过紧定螺钉固定在指针(9-1)上。
4.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述指针(9-1)的初始位置指向刻度盘(5)中心
5.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述旋转阻尼器(16)为可调式阻尼器，旋转阻尼器(16)的尾部有阻尼刻度指示，通过调节旋转阻尼器(16)尾部的六角螺母更改阻尼大小，实现不同阻尼参数的调节。
6.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述可移动支架(14)底部开有槽口，所述槽口通过快拆螺钉(15)固定在工作台(1)上，旋转阻尼器(16)通过可移动支架(14)沿着直流电机(12)的轴方向进行滑移，实现旋转阻尼器(16)与第二联轴器(22)间的离合。
7.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述工作台(1)上设有显示器(2)，所述显示器(2)与所述PID控制器(4)连接，用于显示电机轴角度的实时数据和震荡波形。
...【技术特征摘要】
1.一种转角式自控实验教学系统，包括工作台(1)，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述轴承座(17)中间设有含四个立柱的平台，立柱外套有弹簧(19)，所述压力轴瓦(21)两侧套接在立柱上，且通过立柱上端的小螺母(20)进行限位，压力轴瓦(21)的自重与弹簧(19)支反力相平衡，压力轴瓦(21)初始位置不与第二联轴器(22)接触，轴承座(17)上端设有螺钉(18)，所述螺顶(18)底部与压力轴瓦(21)上端接触，通过旋转螺钉(18)，使压力轴瓦(21)下压与第二联轴器(22)之间形成摩擦，轴承座(17)顶部有圆形刻度，用以指示压力轴瓦(21)下压深度，实现摩擦力参数的调节。
3.如权利要求1所述的一种转角式自控实验教学系统，其特征在于，所述指针(9-1)上有恒定间距的圆形切槽，所述指针(9-1)上活动套设有加载惯性的砝码(9-2)，所述砝码(9-2)通过紧定螺钉固定在指针(9...
【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，郑立晗，戴新虎，余魁，宋少云，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。