自动控制实验室简介

    自动控制实验室总面积1071平米，目前建有电机与控制、PROTEUS与CAD仿真、电路、楼宇控制、BACnet、计算机控制、电力系统仿真、传感器、电气实训、继电保护、过程控制、安全防范、楼宇设备控制、自控原理等14个实验室，承担电气工程及其自动化、自动化、建筑电气与智能化、机械电子工程等专业的学科基础、专业核心和专业必修课程的实验教学任务。

    本实验室以电气工程技术、自动化技术以及智能化技术在现代建筑领域及电力行业中的应用为背景，将强弱电充分结合，为学生提供实验机会，加强学生实践能力，增强其工程能力，从而为建筑行业及电力行业培养在建筑电气智能化和供配电领域具有创新精神和实践能力的设计、安装、调试、运行、监理和管理等方面的高素质实用型专业技术人才。

 

 

101电机与控制实验室

电机与控制实验室配备有18台套电机及自动控制实验装置和四通道数字示波器，主要服务于《电机学》、《电力电子技术》、《运动控制技术》、《电力拖动自动控制系统》等课程的实验教学和《电力拖动自动控制系统》的实训教学。实验室以培养学生技术应用能力为任务，建立由“基础实验层”、“提高设计层”、“综合应用层”和“科技活动层”构成的塔式实践教学结构。学生在此实验室可以完成的主要实验项目如下：

1．直流电机认识实验

2．直流并励电动机

3．直流串励电动机

4．三相变压器

5．三相鼠笼异步电动机的工作特性

6．三相异步电动机的起动与调速

7．直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

8．三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

9．三相异步电动机点动和自锁控制线路

10．三相异步电动机的正反转控制线路

11．顺序控制线路

12．两地控制线路

13．三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路

14．三相线绕式异步电动机的起动控制线路

15．三相异步电动机的制动控制线路

16．单结晶体管同步移相触发电路及单相半波可控整流电路

17．单相桥式半控整流电路

18．三相半波可控整流电路

19．三相桥式全控整流电路

20．三相桥式有源逆变电路

21．直流斩波电路

22．单相交直交变频电路的性能研究

23．采用自关断器件的单相交流调压实验

24．单相正弦波（SPWM）逆变电路实验

25．全桥DC/DC变换电路实验

26．不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究

27．双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

28．双闭环三相异步电机调压调速系统

29．双闭环三相异步电机串级调速系统

 

 

202    Proteus及CAD实验室

    单片机是现代计算机和集成电子技术发展的新兴领域，具有体积小、重量轻、耗能省、价格低、可靠性高和通用灵活等优点，因此它在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科学计算、交通自动管理和家用电器、机器人系统等方面获得广泛应用，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。            

    单片机原理实验室由Proteus仿真软件和相应的硬件设备构成，建立了一个从虚拟到现实，从软件到硬件，从概念到产品的全过程设计的多功能实验平台。实验室面积200m²，配有单片机E型实验箱F80套、实验台80个、计算机80台以及多媒体教学设备等。先进的设备，优良的实验教学环境，使之成为一个培养学生实践能力、创新能力的单片机实验教学基地。        

    Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统，同时可以仿真单片机和周边设备。 Proteus提供了大量的元器件库，编译方面支持Keil、MPLAB和IAR等编译器的联调。

 

301电路实验室

电路实验室配备有18台套电气综合装置实验平台、双踪示波器、信号发生器、电压表、电流表等实验装置，主要为《电路实验》、《电路A》、《电路B》等课程提供实验教学服务。电路实验以培养技术应用能力和创新人才为主要目标，包括了验证性、综合型、创新型的实验内容和项目，主要的实验项目有：

1．元件的伏安特性

2．三端变阻器

3．含源—端口网络

4．含有受控源电路的研究

5．交流电路小实验

6．日光灯提高功率因数的研究

7．三相电路

8．RLC 串联电路的幅频特性和谐振现象

9．一阶RC电路的设计

10．电路过渡过程研究

11．双口网络测试

12．简单万用表线路计算、搭接与效验（直流电压与直流电流部分）

 

302  楼宇控制实验室

楼宇控制实验室配备有12台套嵌入式开发平台和通信网关，18套物联网多网技术综合开发平台-II。实验装置提供楼宇控制中常见的室内温度、湿度、红外控制等模块和给排水、空调、电梯等系统模拟配件，为学生提供贴近于工程设计的实验环境。实验室能完成的主要实验项目有：

1．熟悉 IAR 集成开发环境下 C 程序的编写

2．I/O 端口输出实验

3．定时器计时实验

4．单片机与 PC 机串口通信实验

5．系统睡眠与唤醒实验

6．看门狗实验

7．A/D 转换实验

8．气体传感器实验

9．热释红外传感器实验

10．雨滴传感器实验

11．红外家电控制实验

12．执行节点控制实验

13．ZigBee星状网络实验

14．气体传感器器数据通信实验

15．人体红外数据通信实验

16．雨滴传感器数据通信实验

17．红外家电控制实验

 

 

303   BACnet实验室

BACnet实验室是专业教学实验室，面向我院电气工程及其自动化、建筑电气与智能化和机械设计制造及其自动化专业学生和教师科研提供实验场所，并为楼宇自动化相关课程的课程设计和毕业设计创造条件，促进学科的建设和发展。实验室配备有VLC-550C3、VLC-1188、VLC-1600C3、BTI-100等控制器及其控制对象。通过实验可以使学生理解掌握BACnet架构、工作原理、通信方式、目标对象、联网编程及应用；培养学生掌握楼宇自动控制系统系统设计、系统集成、编程、调试与维护的工程设计与实践能力。

 

 

305  计算机控制实验室

计算机控制实验室占地面积52.2平米，配备有6台计算机控制技术实验箱。本实验室针对《计算机控制技术》课程的实验教学而设置。实验装置采用USB数据采集卡，除用运放模拟各种受控对象的数学模型外，还针对性地设置了温度加热器、步进电机、直流电机三个实际被控对象，以便通过上位机来实现对它们输出量的自动控制。学生可以在实验室完成以下实验：

1．A/D与D/A转换

2．数字滤波器

3．D(S)离散化方法的研究

4．数字PID控制算法的研究

5．串级控制算法的研究

6．解耦控制算法的研究

7．最少拍控制算法的研究

8．具有纯滞后系统的大林控制

9．线性离散系统的全状态反馈控制

10．二次型状态调节器

11．二维模糊控制器

12．单神经元控制器

13．单闭环直流调速系统

14．步进电机转速控制

15．单闭环温度恒值控制

 

307   电力系统及仿真实验室

电力系统及仿真实验室配备有无穷大系统及负载系统、变电站自动化实验控制柜、变电站自动化实验监控系统、工厂供电及配电自动化实验控制柜、电力系统微机线路保护实验控制柜、电力系统综合自动化实验控制柜、电网模拟工作站、能量管理系统软件等实验装置，共计100万元左右。此实验室可以系统直观地向学生展示电力系统的在整个过程，学生可以掌握电力系统从发电——变电——输电——配电——用电这一系列过程中，所需要用到的电力系统和继电保护的各类知识的实际用途，方便学生更好地将理论与工程实际进行结合。实验装置能够完成的主要实验项目有：

1．发电机组的起动与运转实验

2．典型方式下的同步发电机起励实验

3．自动准同期条件测试实验

4．手动准同期并网实验

5．半自动准同期并网实验

6．单机－无穷大系统稳态运行方式实验

7．电力系统暂态稳定实验

8．微机线路保护实验

9．单机带负荷实验

10．同步发电机空载实验

11．同步发电机外特性实验

12．远程控制半自动准同期并网实验

 

309 传感器实验室

传感器实验室配备18台套传感器技术实验箱和双踪示波器，主要服务于《传感器原理与应用》、《物联网技术》等课程的实验教学。通过实验室的实践操作，学生可以更直观地了解各类传感器的动作原理和动作过程，有助于学生在后续的课程学习和实践中更好地应用各类传感器。实验室能完成的主要实验项目有：

1．金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较

2．金属箔式应变片的温度影响实验

3．移相器实验

4．相敏检波器实验

5．交流全桥的应用——振动测量实验

6．压阻式压力传感器的压力测量实验

7．电容式传感器的位移特性实验

8．直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验

9．磁电式传感器测速实验

10．Cu50温度传感器的温度特性实验

11．Pt100热电阻测温特性实验

12．热电偶测温性能实验

13．湿敏传感器实验

 

310 电气实训室

电气实训室主要配备16台套电子学实验台，RJ45连接头、信息模块、压线钳、打线钳等网络线缆设备，各类继电器、开关、被控设备、传感器等电器，各类电阻、电容、IC芯片等电子元件，主要为《认识实习》、《物联网实训》等实训类课程和《网络通信与综合布线技术》等课程的实验提供服务。在此实验室中，学生可以实际动手完成简单电气控制电路的设计和搭接，电子线路的设计和焊接，网络线缆和视频线缆的制作，有助于提升学生实际动手能力，无缝对接未来的工程操作。

 

 

312 继电保护实验室

继电保护实验室配备有继电气特性及继保实验装置共9台套，可针对供配电技术、电力系统继电保护、电力系统分析等相关专业课程提供实验教学服务。实验装置配套的继电器等保护器件真实可观、安全可靠，配备的微机保护装置技术先进、方便操作、且与工程实际中的应用设备相同，有助于学生在面对未来的工作时工程操作中尽快适应。

主要实验项目有：

       1.电磁型继电器特性实验

       2.低电压起动过电流保护及过负荷保护实验

       3.6--10KV线路过电流保护实验

       4.具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验

       5.过流保护与三相自动重合闸装置实验

       6.电流闭锁电压速断保护实验

       7.单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验

       8.三段式电流保护与自动重合闸装置综合实验

       9.供电系统模拟计算综合实验

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313   过程控制实验室

过程控制是自动化专业教学中一门重要的专业课。过程控制实验以指导学生理论联系实际为目标，配备有两套与工业生产中一模一样的蒸发系统。此系统主要用于料液的蒸发、浓缩，生产能力为 20L/MIN，是一个缩小的蒸发站，是集电气，仪表，DCS 系统，工艺设备为一体的教学产品。该实验装置可以向学生提供液位、流量、压力和温度的过程控制对象，帮助学生在实验中接触实际工程中的设备，加深对过程控制理论的理解。过程控制实验室主要提供的实验项目有：

1．过程控制实验系统认知

2．液位单回路控制系统仿真实验

3．压力单闭环控制实验

4．流量单闭环控制实验

5．控制网络组态实验

 

314   安全防范实验室

 “安全防范系统” （Security & Protection System，SPS）又简称为“安防系统”，实验室配备有8台套消防报警实验装置。消防报警系统又称火灾报警系统、消防自动报警系统，是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。由火灾报警主机、火灾特征或火灾早期特征传感器、人工火灾报警设备、输出控制设备组成。

实验设备以每台设备为一个防火分区，学生可以实际感受感温、感烟和感光等火灾探测器输出电信号，经由现场总线传输到火灾报警主机，观察并记录火灾报警主机完成火灾发生部位的显示，并对火灾发生时消防控制系统应完成的相应联动输出进行控制和编程。整个实验过程与实际工程相类似，注重学生的工程设计及工程应用能力的培养，有助于学生更快地适应未来的工作过程。

主要实验项目：

1．  消防系统认识实验

2．  火灾报警控制器使用实验

3．  火灾报警系统的信息传输测试实验

4．  火灾报警及系统联动实验

5．  消防广播实验

 

 

316   楼宇设备控制实验室

    楼宇设备控制实验室主要服务于《楼宇自控技术》和《公共安全技术》等课程的实验教学。实验教学以建筑物内的照明、电梯、供配电等设备作为对象，采用中心监控室的计算机对整个高层建筑物内多而分散的建筑设备实行测量、监视和自动控制。实验内容根据智能建筑的规划、设计、施工、管理特色，将强弱电结合、建筑设备和智能化技术结合，注重学生的研究开发、工程设计及工程应用能力的培养，并突出电气工程与自动化技术在建筑领域中的应用。

    本实验室可开展的实验项目：

1．智能建筑的典型供电与楼层配电运行方式

2．备自投联动控制与双电源自动切换控制

3．时间表控制、情景切换控制与远程强制控制模式下的照明控制

4．供配电、照明系统与消防系统的联动

5．照明系统和供配电系统联合监控

6．组合式多层电梯系统的组态监控

7．智能家居的本地及远程控制

8．智能家居的报警与联动控制

9．门禁系统调试实验

10．考勤系统调试实验

11．巡更系统调试实验

12．消费系统调试实验

13．单户与户内可视对讲实验

14．户内与单元可视对讲实验

15．红外遥控家电实验

16．视频切换、撤防/设防、远程抄表、家电控制综合实验

 

 

 

318 自控原理实验室

 

自控原理实验室配备16台套自动控制原理实验箱和信号采集卡，并配套16台套计算机和万用表等设备，主要服务于自动控制原理A、机械控制工程基础等课程的实验教学。依托这些实验设备，学生可构造各类控制环节和控制系统，并对控制系统进行动态和稳态性能分析。实验过程可提升学生运用唯物辩证法分析和解决问题的能力，提升利用时域、频域分析方法分析和设计控制系统的能力，为进一步学习本专业后续课程打下良好的理论基础。

工程教育专业认证背景下，机械控制工程实验教学以教师为引导、学生为主体，共同完成实验项目。教师介绍典型环节的电路结构与设计注意事项；然后由学生进行控制系统的分析和电路设计，并完成系统的稳定性分析和校正。学生经过实验内容分析——控制系统结构设计——控制系统搭建——实验数据测量——实验数据分析和系统校正，最终获得控制系统实验结果。这种递进式的实验模式，既弥补了验证性实验的缺陷，又有助于学生工程实践能力和创新意识的培养，符合工程教育专业认证的OBE理念。

实验室可以开展的实验项目有:

1．典型线性环节的研究

2．二阶系统的阶跃响应

3．二阶系统的频率响应

4．线性系统的稳定性研究

5．控制系统的校正