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信号与系统·控制理论·计算机控制技术实验平台

一、设备型号及名称：DYGF-PV02光伏发电实训系统

二、设备尺寸：4500×800×2000mm

三、占用场地面积：16平方米

四、设备组成部分：光源模拟跟踪装置、光源模拟控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统、辅助仪器设备。

设备由光源模拟跟踪装置、光源模拟跟踪控制系统、能量转换控制存储系统、离网逆变负载系统、监控系统五个部分组成，各功能部分通过通讯电缆和连接电缆进行连接，形成一套能够展示并动手设计、安装、调试的太阳能光伏发电工厂应用的设备。

1. 光源模拟跟踪装置

光源模拟跟踪装置及控制系统由光源模拟跟踪装置和光源模拟跟踪控制系统组成，如图2所示。该系统由太阳能电池组件、模拟太阳光灯、太阳能模拟追日跟踪传感器、太阳能板二维运动机构、直流电动机、减速箱、GE可编程序控制器、按钮和继电器等低压电器等组成。

技术参数：

太阳能电池规格： 20W/18V*4

模拟光源功率：300W*3

跟踪方式：单轴，俯仰180°

跟踪精度：< ±1.5°

日跟踪驱动功耗：< 1W（根据光照强度工作）

工作电压：DC24V

抗风等级：10级

机械寿命：>25年

外形尺寸： 1100mm*1240mm*1710mm

2. 光源模拟跟踪控制系统

光源模拟跟踪控制系统控制灯光来模拟太阳光源（晨日太阳、午日太阳、夕日太阳）的运行轨迹以及太阳光的入射角度，太阳能电池板上的模拟追日跟踪传感器采集模拟太阳光照度信息及位置信息，控制两维运动机构，使太阳能电池板始终正对着模拟太阳光源，以提高太阳能电池的发电效率。plc可编程设计与控制虚拟仿真软件：本软件可通过软件内置PLC程序编程界面编程并可写入虚拟PLC中控制3D仿真模型。可模拟输送带启停及正反转、不同尺寸物料双通道分拣、物料供给控制、物料检测、物料加工、机械控制、交通信号灯控制、不同尺寸物料三通道分拣、升降机控制、不同尺寸物料经传输带正反转输送至不同仓库、次品分拣、自动门控制、舞台升降与幕布控制等不少于20个3D仿真模型。软件还可监控虚拟PLC输入/输出状态，当部件卡住时可使用复位功能复位。软件具有分步式教学功能，从易到难教学。

技术参数：

PLC ：西门子S7-200

PLC额定电压：24V

工作环境：温度 -10-40℃  湿度≤80%

外形尺寸： 800mm*780mm*2000mm

系统组成

1、电源输入模块：提供+5V/1.0A、-5V/0.5A、+12V/0.5A、-12V/0.5A的电源输出。

2、函数发生器模块：提供五种波形信号：正弦波、三角波、方波、矩形波、扫频信号。

信号的频率范围：8Hz—100KHz，分四个频段。

信号的频率、幅度、占空比和扫速匀可调。

3、频率计：四位数显，测量范围1Hz-300KHz，量程自动切换。

4、毫伏表：三位半数显，测量范围0～20V，频率范围0～100KHz。

5、信号测量单元： 采用PC软件实现双踪示波器、频率特性分析等功能。

6、实物及相关电路：实物由直流电机、步进电机、温度加热三部分组成，它们可与各自的驱动电路完成直流电机闭环调速控制、步进电机转速控制、温度PID控制实验。

7、自由实验区：由运放、电容、电阻、电位器和一些自由布线区等组成。通过接线和短路块的选择，可以模拟各种受控对象的数学模型。

 五、实验项目

1、信号与系统实验：

1、基本运算单元实验

2、响应与冲激响应实验

3、系统的模拟实验

4、无源滤波器实验

5、定理与信号恢复实验

6、网络状态轨迹的显示实验

7、阶电路的暂态响应实验

8、电路的暂态响应实验

9、电路传输特性实验

10、络函数的模拟实验

11、冲信号的分解实验

12、脉冲信号的合成实验

13、度对波形合成的影响实验

 2、控制理论实验

1、典型环节的模拟研究

2、典型系统瞬态响应和稳定性

3、系统校正

4、控制系统的频率特性

5、典型非线性环节      

6、非线性系统（一）

7、非线性系统（二）

8、采样系统分析

9、采样控制系统的校正

10、状态反馈（极点配置）

 3、计算机控制技术实验项目

1、A/D，D/A转换 

2、采样保持器

3、数字滤波

4、积分分离式PID控制

5、最小拍有纹波系统实验    

6、最小拍无纹波系统实验

7、大林算法控制

8、非线性控制

9、解耦控制 

10、综合控制实验

 4、计算机控制技术系统实验

1、直流电机闭环调速实验（实物）

2、温度闭环控制实验（实物）

3、步进电机调速实验（实物）