基于STM32的控制技术课程实验仪器的设计与实现

摘要

实验是自然科学的基础，是一切科学创造的源泉。目前，在控制技术课程教学实验仪器方面技术和设备都比较成熟，已经形成并积淀了一套比较成熟的经典的实验教学解决方案，有的在此基础上加入了局部的创新。
　　自动控制原理实验和计算机控制技术实验的主要任务是让学生通过做实验这一过程来体会和掌握自动控制理论中的一些基本概念和原理，掌握计算机控制系统的基本组成、控制、分析与设计方法。
　　论文致力于开发的“基于STM32的控制技术课程实验仪器”就是为现代高校提供这样一个综合性的实验实训平台。本实验仪器的设计来源是与武汉惠世科技有限公司（HUSY）联合的实验教学项目，基于该项目模块化开放式创新实验与实践平台的构想而专门开发设计。模块的自由组合，基本可以涵盖所有弱电专业实验。而本套实验箱内配备的子模块就是为《自动控制原理》、《计算机控制技术》这两门课程的实验教学而设计的，但又不局限于此。
　　为实验仪器设计并配置的资源有：系统核心控制板、函数信号发生器板、运放模拟电路板、计控实验运放板、炉温实验板、电机实验板等6块子板及一块实验母板(为插接在上面的子板提供公共电源接口等)，上位机软件，实验指导书文件，配套的实验单片机源程序。为实验箱配备的三个实际的控制对象（金属铝壳功率电阻、直流电机、步进电机）已经集成在相应子模块中。为该套实验系统专门设计的上位机软件，界面友好、功能丰富，并带有虚拟示波器功能。这样，PC机在实验中，除了满足实验项目管理、软件仿真需要外，又可成为测试所需的虚拟仪器。系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。可完成硬件模拟、软件仿真及混合仿真有关的实验项目。除了为本实验仪器编写的指导书中所提供的18个实验外，还可独立于这些实验自行设计新的验证实验项目，而实验指导书中的实验仅作教学的引导。
　　实验样机研制成功后，批量生产并投入湖北和江苏的一些大学教学实践中，得到了师生的肯定。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题意义

1.3 国内外研究现状

1.4 设计目标

1.5 课题研究内容

第2章 系统硬件实现

2.1 实验系统母板

2.2 系统核心控制板

2.3 函数信号发生器

2.4炉温实验板

2.5 电机实验板

2.6运放模拟电路板

2.7 计控实验运放板

第3章 系统上位机软件设计

3.1 上位机软件开发环境

3.2软件功能设计与实现

第4章实验项目解析

4.1 传统的线性与非线性系统实验

4.2 采样定理验证实验

4.3直流电机调速实验

4.4温度控制实验

第5章总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研情况