自動化專業(yè)實驗教程

前言

普通高等學(xué)校本科專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展對自動化專業(yè)學(xué)生的綜合實踐能力和動手能力提出了越來越高的要求，要求學(xué)生在自動控制、可編程序控制器控制、計算機控制和過程控制等方面具有較強的分析和解決問題的能力。為適應(yīng)和滿足該專業(yè)在新形勢下培養(yǎng)目標的總體要求，特編寫了本實驗教材。自動化專業(yè)實驗的教學(xué)目的是加深學(xué)生對本專業(yè)所學(xué)理論的理解，掌握本專業(yè)最基本的實驗方法和測試技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力。這就要求學(xué)生在實驗前做好預(yù)習(xí)，明確實驗?zāi)康摹⒁?、步驟、需測定的數(shù)據(jù)，了解所使用的儀器、儀表及工具。在實驗過程中，要細心操作，仔細觀察，發(fā)現(xiàn)問題，思考問題。實驗完成后，認真整理數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗結(jié)果及觀察到的現(xiàn)象，加以分析，得出結(jié)論，并按規(guī)定要求提交實驗報告。本書由長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院付艷清主編，其中第三章、第四章、第九章、第十一章、第十三章由付艷清、明哲編寫；第一章、第六章由呂曉玲編寫；第二章、第七章、第十章由宋丹編寫；第五章、第八章、第十二章、第十四章由司夏巖、李曄編寫。李曄還參與了第十章、第十二章部分內(nèi)容的編寫。全書內(nèi)容由呂曉玲、宋丹、司夏巖、李曄負責(zé)編排并完成初統(tǒng)稿。書中實驗內(nèi)容的驗證工作由付艷清、明哲、呂曉玲、宋丹、司夏巖完成。全書由付艷清副教授統(tǒng)稿，由康連福教授擔(dān)任主審。本書在編寫過程中，參閱了大量的參考文獻，在此向所有的作者表示感謝！本書由長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院教材委員會批準后出版。由于編者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)加強實踐性教學(xué)、提高學(xué)生動手能力的需要編寫的，涵蓋了自動化專業(yè)14門專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課實驗，選取的實驗題目貼近工程實際，也符合培養(yǎng)21世紀應(yīng)用型人才的需求。　　本書共分14章，包括信號與系統(tǒng)、自動控制原理、電力電子技術(shù)、電機及拖動基礎(chǔ)、光電檢測技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)、單片機原理及接口技術(shù)、可編程序控制器、計算機控制系統(tǒng)、dsp原理與應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力拖動自動控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等內(nèi)容。本書主要作為工科高等院校自動化、電氣工程及其自動化、機械制造及其自動化等專業(yè)的實驗教材，同時也可供從事自動化專業(yè)工作的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第一章　信號與系統(tǒng)　實驗一　典型電信號的觀察及測試　實驗二　一階電路響應(yīng)的研究　實驗三　二階電路的瞬態(tài)響應(yīng)　實驗四　基本運算單元　實驗五　用同時分析法觀測50hz非正弦周期信號的分解與合成　實驗六　無源和有源濾波器　實驗七　系統(tǒng)時域響應(yīng)的模擬解　實驗八　二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示　實驗九　采樣定理附錄　tkss—a型信號與系統(tǒng)　實驗箱使用說明第二章　自動控制原理　實驗　實驗一　典型環(huán)節(jié)的電路模擬　實驗二　二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)　實驗三　高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性分析　實驗四　線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差　實驗五　典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)頻率特性的測量　實驗六　線性定常系統(tǒng)的串聯(lián)校正第三章　電力電子技術(shù)　實驗　實驗一　單結(jié)晶體管觸發(fā)電路　實驗　實驗二　鋸齒波同步移相觸發(fā)電路　實驗　實驗三　單相半波可控整流電路　實驗　實驗四　單相橋式半控整流電路　實驗　實驗五　單相橋式全控整流及有源逆變電路　實驗　實驗六　三相半波可控整流電路　實驗　實驗七　三相半波有源逆變電路　實驗　實驗八　三相橋式全控整流及有源逆變電路　實驗　實驗九　單相交流調(diào)壓電路　實驗　實驗十　直流斬波電路原理　實驗　實驗十一　scr、gto、mosfet、gtr、igbt特性　實驗第四章　電機及拖動基礎(chǔ)　實驗一　認識　實驗　實驗二　直流發(fā)電機　實驗三　直流并勵電動機　實驗四　直流串勵電動機　實驗五　單相變壓器　實驗六　三相變壓器　實驗七　單相變壓器的并聯(lián)運行　實驗八　三相變壓器的并聯(lián)運行　實驗九　三相籠型異步電動機的工作特性　實驗十　三相異步電動機的起動與調(diào)速　實驗十一　直流他勵電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機械特性　實驗十二　三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性第五章　光電檢測技術(shù)　實驗一　光敏電阻特性　實驗　實驗二　光敏二極管特性　實驗　實驗三　熱釋電紅外報警　實驗　實驗四　光電密碼鎖　實驗第六章　微型計算機原理與接口技術(shù)第七章　檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)　實驗第八章　單片機原理及接口技術(shù)第九章　plc控制模擬及應(yīng)用　實驗第十章　計算機控制系統(tǒng)　實驗第十一章　dsp原理與應(yīng)用第十二章　計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第十三章　電力拖動自動控制系統(tǒng)第十四章　過程控制系統(tǒng)

章節(jié)摘錄

插圖：3.中斷響應(yīng)過程外設(shè)事件要引起CPU中斷，必須保證：外設(shè)事件的中斷使能為被使能，CPU內(nèi)核級的6個可屏蔽中斷中，相應(yīng)中斷也被使能。在外設(shè)事件發(fā)生時，首先將其在外設(shè)中斷控制器中的標志位置1，從而引起CPU內(nèi)核的INT1～INT6中的一個產(chǎn)生中斷。中斷服務(wù)過程中，其他可屏蔽中斷將會自動被屏蔽，直到中斷返回。在軟件中，當(dāng)設(shè)置好相應(yīng)中斷標志后，開中斷，進入等待中斷發(fā)生的狀態(tài)；外設(shè)（如定時器）中斷發(fā)生時，首先跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)中斷高級的服務(wù)程序中（如定時器1會引起INT2中斷），在相應(yīng)GISR子程序中，取出PIVR的值，根據(jù)其值再轉(zhuǎn)向相應(yīng)的SISR；SISR程序在進行服務(wù)操作之后，應(yīng)將本外設(shè)的中斷標志位清除以便能繼續(xù)中斷，然后返回。4.中斷程序設(shè)計程序中應(yīng)包含兩個中斷向量表，LF2407A默認向量表從程序區(qū)0地址開始存放。第一個向量表包含GISR服務(wù)程序入口，第二個向量表可存儲在程序區(qū)其他位置供GISR程序調(diào)用。向量表中每項為兩個字，存放一個跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)指令中的地址為相應(yīng)服務(wù)程序人口地址；第一個向量表的首項為復(fù)位向量，即CPU復(fù)位操作完成后自動進入執(zhí)行的程序入口。程序中包含相應(yīng)GISR服務(wù)程序和SISR服務(wù)程序，將其入口地址加入相應(yīng)中斷向量表中。GISR服務(wù)程序進入后，首先取得PIVR的值，據(jù)此計算應(yīng)調(diào)用哪一個外設(shè)中斷向量。SISR服務(wù)程序在服務(wù)操作完成后，清除相應(yīng)中斷標志，返回，完成一次中斷服務(wù)。5.實驗程序分析本實驗設(shè)計的程序是在實驗五基礎(chǔ)上修改得來，由于實驗五控制指示燈閃爍的延時控制是用循環(huán)計算方法得到的，延時不精確也不均勻，采用中斷方式可以實現(xiàn)指示燈的定時閃爍，時間更加準確。對于定時器的周期寄存器為計數(shù)40000次產(chǎn)生1個中斷，由于DSP工作在40MHz主頻，正好是1ms中斷一次，所以在中斷服務(wù)程序中計算中斷500次時改變指示燈狀態(tài)，實現(xiàn)指示燈亮0.5s再滅0.5s，即每秒閃爍1次。

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《自動化專業(yè)實驗教程》由北京郵電大學(xué)出版社出版。

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