“TD-ACS 自动控制原理及计算机控制教学实验系统”是西安唐都科教仪器公司最新推出的控制教学实验设备，全面支持各大专院校进行“自动控制原理”、“计算机控制技术”、“智能控制”及“控制系统”等系列控制课程的实验教学。其高性能的嵌入式控制计算机、高度可视化的源语言级集成开发环境、一组先进的虚拟仪器与丰富的实验内容为用户构建了先进的控制实验教学环境，为各大专院校的控制教学提供了最佳的实验装置。

一、系统功能及特点

1．高性能的嵌入式控制计算机

TD-ACS实验系统采用Inteli386EX作为系统的控制计算机，i386EX是INTEL公司新推出的32位嵌入式处理器，是面向X86的嵌入式工业应用而设计、开发的，其将许多常用接口如8259、8254、串口和DMA等集成到芯片内部，并具有大容量的程序和数据存储器，满足于复杂的计算机控制和嵌入式应用的要求。从而使计算机控制的实验教学可以达到更高的水平。

2． 开放式的控制实验平台

实验平台中具有各种典型信号源（阶跃信号、方波信号、斜波信号、抛物波信号、正弦波信号）、模拟对象（八组运放单元）、实际对象（步进电机、直流电机、温度控制）和过程通道等单元。各单元之间的电路连接、单元内的元件选择都可以多种方式来操作，从而极大地提高了实验效率。系统允许用户根据教学内容来自行设计、开发相应的实验项目，并支持大型的课程设计和毕业设计。

3．功能强大的虚拟仪器

系统提供了一组先进的虚拟仪器，为用户创造了集控制系统设计、电路构造、系统调试和测试分析诸功能一体化的实验环境，具有很高的性价比和极佳的教学效果。其主要性能指标如下：

(1) 双踪超低频数字存储示波器：具有实时测量和显示、波形回放、游标测量、波形存贮等功能。

(2) 频率特性分析仪：可显示系统各频率点的时域相应波形并进行分析，以半自动扫频测量功能进行测量，测量完毕后即可产生极坐标图和波特图，由此显示出系统的频率特性，同时还具有图形保存功能。

(3) X_Y测量：将两路测量信号以X_Y坐标的形式显示，具有波形刷新和波形存贮功能，可应用于非线性系统的实验特性研究。

4．高度可视化的源语言级集成开发环境

系统为嵌入式控制计算机配有高度可视化的源语言级集成开发环境，集控制程序开发、调试和实验测量分析于一体，全面支持汇编及C语言源语言级的编程和调试。具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试功能。

5．新型控制实验教学内容

系统所支持的控制实验是按照二十一世纪最新自动控制和计算机控制教学体系和内容来配备的，其内容由浅入深，层次分明，尤其是提供了模糊控制、单神经元控制这些新的实验内容。

自动控制原理实验方面，系统提供了包括线性控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法以及系统校正和设计等方法的实验研究，也提供了关于线性离散系统、非线性控制系统的实验研究内容；另外对于现代控制理论的教学，提供了状态空间分析实验。

系统提供的计算机控制实验内容主要包括：过程通道和数据采集处理、系统的数字程序控制、数字PID闭环控制、数字调节器直接设计方法的实验研究，还有模糊闭环控制、单神经元自适应闭环控制实验，从而可使学生对新型智能控制算法有所了解和掌握。

在控制系统应用实验方面，系统提供了直流电机(快速)和温度控制(慢速)两种实验对象，以构成不同的闭环系统，从而可选择不同的控制策略或控制参数，以得到最好的实时控制效果。

二、系统构成

三、主要实验内容

（一）自动控制原理

1．线性系统的时域分析

(1) 典型环节的时域响应

(2) 典型系统的时域响应和稳定性分析

(3) 线性系统的校正

2．线性系统的根轨迹分析

3．线性系统的频率响应分析

4．非线性系统的相平面分析

(1)   典型非线性环节

(2) 二阶非线性系统

(3) 三阶非线性系统

5．离散系统的稳定性分析与校正

(1) 离散系统的稳定性分析

(2) 采样控制系统的校正

6．线性系统的状态空间分析

（二）计算机控制技术

1．过程通道和数据采集处理

(1) 输入与输出通道

(2) 信号的采样与保持

(3) 数字滤波

2．开环系统的数字程序控制

(1) 数字脉冲分配器和步进电机调速控制

(2) 数字PWM发生器和直流电机调速控制

3．数字PID闭环控制

(1) 数字PID 控制算法

(2) 积分分离法PID控制

(3) 带死区的PID控制

(4) 简易工程法整定PID参数

4．数字调节器直接设计方法

(1) 最小拍控制系统

(2) 大林算法

（三）智能控制技术

1．模糊方法实现闭环控制

2．单神经元自适应闭环控制

（四）控制系统应用

1．直流电机闭环调速控制系统设计和实现

2．温度闭环控制系统设计和实现