本科生创新能力个性化培养

本科生创新能力个性化培养科技学术实践“六个一”训练项目课外实验项目吉林大学仪器科学与电气工程学院2013年10月目 录目 录I仪电学院课外实验项目卡1一 模拟电子实验31. 1 低频信号发生器的设计与实现31. 2 DC-DC开关电源设计与实现41.3 高共模抑制放大器设计与实现51. 4 功率放大器设计与实现6二 工程电磁场数值计算72.1 电磁铁的电磁场数值仿真72.2 电机的电磁场数值仿真82.3 冲击法测量磁场9三 控制系统实验103.1 零极点影响的分析及图形化表示103.2 劳斯表自动生成器113.3 实测Bode图的开环传递函数生成器123.4 移动平台倒立摆MatLab辅助设计13四 信号与系统154.1 软信号发生器设计实验154.2 典型周期信号的数字谱分析实验16五 单片机原理与技术175.1 多通道模拟信号采集系统设计175.2 简易信号发生器185.3 交通信号灯控制实验195.4 基于单片机的红外遥控实验205.5 基于8951单片机的测量控制系统215.6 基于单片机压力测量实验22六 DSP技术及应用236.1 相关信号检测应用23七 电力系统分析243.7.1 无功功率的补偿243.7.2 差异潮流25八 可编程控制器技术268.1 三层电梯模型控制268.2 挖掘车模型控制278.3 基于触摸屏的自动售货机模拟控制288.4 运料小车控制模拟30九 数字图像处理339.1 Matlab人脸识别实验339.2 Matlab车牌识别349.3 MATLAB图像合成-电视抠像基础35十 高频电子线路3610.1 相位鉴频器3610.2 开关函数调幅电路与包络检波器37十一 虚拟仪器技术3811.1 虚拟信号发生器的设计3811.2 虚拟示波器的设计39十二 数字电路技术4012.1 基于光电技术的脉搏度测量实验4012.2 基于FPGA/SOPC的自动售货机的设计4112.3 基于CPLD的多功能数字钟设计4312.4 基于CPLD的简易数字频率计44十三 智能仪器4513.1 基于仪器平台的频率特性测试仪设计4513.2 基于LabVIEW的测控软件开发46十四 光电检测技术4714.1 基于光电编码器转速测量系统实验47十五 传感器原理与检测技术4815.1 智能传感器设计4815.2 多点温度巡检系统设计49十六 电子测量原理5016.1 高精度数字频率计的设计50十七 精密仪器5117.1 直流电机速度控制系统5117.2 直流电机转角控制系统5217.3 精密工作台控制计算机系统5317.4 单色仪光栅扫描计算机控制系统54十八 电机学5518.1 三相异步电动机基本控制线路5518.2 三相异步电动机基本控制线路5718.3 C620车床的电气控制线路以及工作台自动往返循环控制线路5818.4 三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路5918.5 电动葫芦电气控制线路60十九 电力电子技术6119.1 基于PWM的恒流源设计6119.2 基于PWM的恒压源设计63二十 课外设计6520.1 三相异步电动机基本控制线路6520.2 智能垃圾回收小车的设计与实现6620.3 基于安卓手机和PC平台的蓝牙数传、Wifi数据共享及瞬变电磁数据预处理的软件系统设计6720.4 基于STM32和FPGA控制器平台的蓝牙或Wifi数传系统设计7020.5 电路板设计制作实验7320.6 基于飞思卡尔小车的智能泊车系统设计7420.7 Xilinx FPGA的IP核设计75仪电学院课外实验项目卡项目编号（学校）课程名称项目名称项目负责人学时基本学分656OEP01模拟电子实验低频信号发生器的设计与实现王应吉322656OEP02模拟电子实验DC-DC开关电源设计与实现王应吉322656OEP03模拟电子实验功率放大器设计与实现王应吉161656OEP04模拟电子实验高共模抑制放大器设计与实现王应吉161656OEP05工程电磁场电磁铁的电磁场数值仿真嵇艳鞠80.5656OEP06工程电磁场电机的电磁场数值仿真嵇艳鞠80.5656OEP07工程电磁场冲击法测量磁场嵇艳鞠80.5656OEP08控制系统实验零极点影响的分析及图形化表示随阳轶241.5656OEP09信号与系统软信号发生器设计实验朱凯光80.5656OEP10信号与系统典型周期信号的数字谱分析实验朱凯光80.5656OEP11单片机原理与技术多通道模拟信号采集系统设计邱春玲80.5656OEP12单片机原理与技术简易信号发生器邱春玲80.5656OEP13单片机原理与技术交通信号灯控制实验李肃义80.5656OEP14DSP技术与应用相关信号检测应用王言章80.5656OEP15电力系统分析无功功率的补偿孙淑琴80.5656OEP16电力系统分析差异潮流孙淑琴80.5656OEP17可编程控制器技术三层电梯模型控制栾 卉80.5656OEP18可编程控制器技术挖掘车模型控制栾 卉80.5656OEP19数字图像处理Matlab人脸识别实验辛 毅80.5656OEP20数字图像处理汽车牌照识别实验辛 毅80.5656OEP21高频电子线路相位鉴频器李春生80.5656OEP22高频电子线路开关函数调幅电路与包络检波器李春生80.5656OEP23虚拟仪器技术虚拟信号发生器的设计王俊秋80.5656OEP24单片机原理与技术基于单片机的红外遥控实验刘鸿石80.5656OEP25单片机原理与技术基于8951单片机的测量控制系统刘鸿石80.5656OEP26单片机原理与技术基于单片机的压力测量实验刘鸿石80.5656OEP27数字电路技术基于光电技术的脉搏波测量实验蔡 靖80.5656OEP28数字电路技术基于FPGA/SOPC的自动售货机的设计蔡 靖80.5656OEP29数字电路技术基于CPLD的多功能数字钟设计蔡 靖80.5656OEP30数字电路技术基于CPLD的简易数字频率计蔡 靖80.5656OEP31智能仪器基于LabVIEW 的测控软件开发千承辉80.5656OEP32智能仪器基于仪器平台的频率特性测试仪设计千承辉80.5656OEP33光电检测技术基于光电编码器转速测量系统实验刘 杰80.5656OEP34传感器原理与检测技术智能传感器设计凌振宝80.5656OEP35传感器原理与检测技术多点温度巡检系统设计凌振宝80.56560EP36控制系统实验劳斯表自动生成器随阳轶1616560EP37控制系统实验实测Bode图的开环传递函数生成器随阳轶1616560EP38控制系统实验移动平台倒立摆MatLab辅助设计随阳轶1616560EP39精密仪器直流电机速度控制系统王智宏1616560EP40精密仪器直流电机转角控制系统王智宏1616560EP41精密仪器精密工作台控制计算机系统王智宏1616560EP42精密仪器单色仪光栅扫描计算机控制系统王智宏1616560EP43虚拟仪器技术虚拟示波器的设计王俊秋80.56560EP44课外设计智能垃圾回收小车的设计与实现滕飞1616560EP45课外设计智能存包系统设计滕飞1616560EP46数字图像处理MATLAB图像合成-电视抠像基础辛 毅80.56560EP47可编程控制器技术基于触摸屏的自动售货机模拟控制栾 卉80.56560EP48可编程控制器技术运料小车控制模拟栾 卉80.56560EP49电机学三相异步电动机基本控制线路程宇奇120.756560EP50电机学三相异步电动机的顺序控制线路程宇奇120.756560EP51电机学C620车床的电气控制线路以及工作台自动往返循环控制线路程宇奇120.756560EP52电机学三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路程宇奇120.756560EP53电机学电动葫芦电气控制线路程宇奇120.756560EP54电力电子技术基于PWM的恒流源设计孙彩堂1616560EP55电力电子技术基于PWM的恒压源设计孙彩堂1616560EP56课外设计基于STM32和FPGA控制器平台的蓝牙或Wifi数传系统设计王世隆1616560EP57课外设计基于安卓手机和PC平台的蓝牙数传、Wifi数据共享及瞬变电磁数据预处理的软件系统设计王世隆1616560EP58电子测量高精度频率计设计千承辉1616560EP59课外设计电路板设计制作实验千承辉1616560EP60课外设计基于飞思卡尔小车的智能泊车系统设计千承辉1616560EP61课外设计Xilinx FPGA的IP核设计千承辉80.5一 模拟电子实验1. 1 低频信号发生器的设计与实现注意：本题目限1人独立完成，可以有多人选作，但考核时彼此独立，不得雷同。一实验目的 1.训练基本技能：常用测试仪器使用、电路安装、调试、测试； 2.初步学会查阅电子器件英文说明书；3.训练基本单元电路设计、调试、测试。二实验内容1.设计一个低频信号发生器，可输出方波、矩形波、三角波、锯齿波、正弦波，频率和幅度可调，矩形波占空比可调；锯齿波上升、下降时间可调；2.根据电路原理图的具体结构，安装单元电路；3.测输出幅度、频率、失真度、上升沿、下降沿，观察三角波线性度；4不得使用8038模块。5写出设计与总结报告，说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。三主要设备1.集成元件；2.双踪示波器；3.低频毫伏表；4.万用表。 1. 2 DC-DC开关电源设计与实现注意：本题目限1人独立完成，可以有多人选作，但考核时彼此独立，不得雷同。一实验目的 1.掌握开关电源的工作原理、设计方法及主要性能指标的测试；2. 训练基本技能：常用测试仪器使用、电路安装、调试、测试； 2.初步学会查阅电子器件英文说明书；3.训练基本单元电路设计、调试、测试。二实验内容1. 设计一个开关电源，把220V/50Hz交流电变换为10V直流，最大可输出1A电流的输出电源，电压精度不劣于1%，总效率不低于80%； 2.根据电路原理图的具体结构，安装单元电路；3. 测电压精度、总效率。4写出设计与总结报告，说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。三主要设备1.集成元件；2.双踪示波器；3.低频毫伏表；4.万用表。 1.3 高共模抑制放大器设计与实现注意：本题目限1人独立完成，可以有多人选作，但考核时彼此独立，不得雷同。一实验目的 1.掌握放大器的工作原理、设计方法及主要性能指标的测试；2. 训练基本技能：常用测试仪器使用、电路安装、调试、测试； 3.初步学会查阅电子器件英文说明书；4.训练基本单元电路设计、调试、测试。二实验内容1.设计一个放大器，差模电压放大倍数不小于1000倍，在输入共模电压范围内，共模抑制比。2.根据电路原理图的具体结构，安装单元电路；3.测差模放大倍数，计算共模抑制比。4写出设计与总结报告，说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。三主要设备1.集成元件；2.双踪示波器；3.信号发生器；4.万用表。1. 4 功率放大器设计与实现注意：本题目限1人独立完成，可以有多人选作，但考核时彼此独立，不得雷同。一实验目的 1.掌握功率放大器的工作原理、设计方法及主要性能指标的测试；2. 训练基本技能：常用测试仪器使用、电路安装、调试、测试； 3.初步学会查阅电子器件英文说明书；4.训练基本单元电路设计、调试、测试。二实验内容1.设计一个功率放大电路，当输入正弦信号电压有效值不大于10mv时，在3负载上，输出峰峰值为2V的正弦波形无明显失真。2.根据电路原理图的具体结构，安装单元电路；3.测试最大不失真输出电压，计算最大不失真输出功率和效率，测试通频带宽度和输出信号失真度。4写出设计与总结报告，说明电路原理、特点、测试结果、结果分析。三主要设备1.集成元件；2.直流稳压电源；3.双踪示波器；4.信号发生器；5. 万用表。二 工程电磁场数值计算2.1 电磁铁的电磁场数值仿真一实验目的 1.掌握电磁铁模型创建，包括求解器选择、绘制平面的选择；2.掌握电磁铁模型材料属性、边界条件和激励源、求解参数、求解区域等设置方法；3.掌握电磁铁电磁场的求解过程及后处理过程。二实验内容1计算磁铁中心电磁感应强度，确定最大磁感应强度位置；2. 计算磁铁周围磁场分布，及衰减规律；3. 计算磁铁的磁场力以及磁通密度，并分析；三主要设备计算机、Ansoft Maxwell 2D/3D软件环境；2.2 电机的电磁场数值仿真一实验目的 1.掌握Ansoft Maxwell 2D/3D 进行静磁场仿真分析；2.掌握电机模型创建，包括求解器选择、绘制平面的选择；3.掌握电机模型材料属性、边界条件和激励源、求解参数、求解区域等设置方法；4.掌握电机磁场的求解过程及后处理过程。二实验内容1.计算气隙磁场和气隙中磁场磁通密度；2.计算电机绕组电流计转子电枢反应磁场；3.计算电机槽漏磁场；三主要设备计算机、Ansoft Maxwell 2D/3D软件环境；2.3 冲击法测量磁场一实验目的 1 了解应用冲击法测量磁场的原理和方法2 应用冲击法测量螺线管磁场二实验内容1 将移动尺上带霍尔探头的探测杆换为带有探测线圈的探测杆，并固定好。2 将XN-LXG-III型螺线管磁场测定仪电源、XN-LXG-III型螺线管磁场实验仪、XN-CJ-I型冲击电流计连接起来3 先将互感器原边线圈断开，即将Is换向闸刀旋空不能接通电流Is。再将励磁电流换向闸刀分别按正向接通、断开，反向接通、断开的顺序测量探测回路的冲击电流量，并记入表一中。4 再将螺线管线圈断开，即将IM换向开关旋空，螺线管内不能接通电流IM。再将互感器原边励磁电流Is换向闸刀分别按正向接通、断开，反向接同、断开的顺序测量探测回路的冲击电流量并记录。三主要设备1 XN-LXG-III型螺线管磁场测定仪电源2 XN-LXG-III型螺线管磁场测定仪3 XN-CJ-I型冲击电流计三 控制系统实验3.1 零极点影响的分析及图形化表示注意：本题目限1人独立完成，限5人选作，16学时，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1熟练掌握MatLab进行控制系统仿真；2熟练掌握MatLab的GUI设计及编程；3熟练掌握开环/闭环传递对时域信号、频率信号、根轨迹的影响；二实验内容1可以根据用户输入的开环传递函数的信息，用GUI绘制s域的图（清晰表示出零极点）。在另外几个图上分别绘制出单位负反馈的闭环传递函数的s域图、单位阶跃响应的时域图、频率域的Bode图、根轨迹图。2. 用户可以通过鼠标拖动现有开环传递函数s域上的零极点（即修改当前零极点），或是增加、删除零极点，需要同时在其它几个图上作出更新。 3. 如果用户是在闭环传递行数s域图上进行的零极点修改操作，那么也需要同时对另外几个图作出更新。三主要设备1计算机1台；2MatLab软件；3.2 劳斯表自动生成器注意：本题目限1人独立完成，限5人选作，16学时，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1熟练掌握MatLab的GUI设计及编程；2编程实现劳斯表的自动填充及结论分析表示。二实验内容1可以根据用户输入的开环或闭环传递函数，得到特征方程的表达式，并显示在界面中。根据特征方程的表示式和劳斯表每一项的计算公式，自动生成劳斯表（要求表头和表的内容正确完整，表的绘制美观）。2根据第一列符号变换的次数，判断系统的稳定性或是闭环极点的分布。如果是带参数的劳斯表，就判断出使系统稳定的参数范围。对特殊情况的处理，比如出现零元素，要求能正确完成劳斯表。如果一行全是零，就构建辅助方程，计算临界稳定的情况，确定振荡角频率等。把这些结论显示在界面上。3. 选择合适的多个传递函数测试所做程序是否正确。测试的函数需要能够覆盖各种可能的情况，提交测试报告，作为项目是否完成的重要依据。三主要设备1计算机1台；2MatLab软件；3.3 实测Bode图的开环传递函数生成器注意：本题目限1人独立完成，限5人选作，16学时，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1熟练掌握MatLab的GUI程序设计；2设计从实测Bode图得到开环传递函数的程序。二实验内容1能够通过两种方式生成Bode图的实验数据：第一种是用户输入实测的Bode图数据，也就是为用户提供一个表格，一行输入幅值，一行输入频率。第二种是根据开环传递函数和MatLab所绘制的实际Bode图，生成仿真用的实验数据（可等间隔取值或按某种规则取值）。根据生成的实验数据绘制Bode图，在界面上显示。2实现从实验数据到开环传递函数获取的算法，关键是转折频率和开环增益需要正确获取。得到的开环传递函数显示在界面上，同时绘制其Bode图，以供用户比较。3选择合适的多个开环传递函数测试所做程序是否正确。测试的函数需要能够覆盖各种可能的情况，提交测试报告，作为项目是否完成的重要依据。三主要设备1计算机1台；2MatLab软件；3.4 移动平台倒立摆MatLab辅助设计注意：本题目限1人独立完成，限5人选作，16学时，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1熟练掌握MatLab进行控制系统设计；2熟练掌握MatLab的GUI设计及编程；二实验内容考虑安装在移动平台上的倒立摆，如图所示，开环传递函数为： 设计目标是在扰动出现时平衡倒立摆（即让）。表示系统的框图如图所示。令Ms=10kg,Mb=100kg,L=1m,g=9.82m/s2,a=5,b=10。基于单位阶跃扰动的设计指标为：(1)调整时间小于10s(2%准则)。(2)百分比超调小于40%。(3)扰动出现时的稳态跟踪误差小于0.1。写出一组交互式MatLab脚本以帮助完成控制系统的设计。第一个脚本至少要完成：(1)计算从扰动到输出的闭环传递函数，其中K是可调参数。(2)画出闭环系统的Bode图。(3)自动计算并输出频率响应的最大值和其对应的谐振频率。利用和，估计和。第二个脚本至少要完成：将和用做输入变量时，估计系统的超调量和调整时间。如果性能不满足设计指标，那么要调整K值，并且前面的两个脚本重新设计。在完成前两步工作之后，最后是用仿真来测试设计。第三个脚本的功能是：(1)以K作为可调参数，画出对单位阶跃扰动的响应。(2)对曲线作标注。利用这些交互式脚本，采用频率响应的Bode图方法设计控制器，使得系统满足给定的设计指标。在开始设计过程之前，先用解析方法求出使系统稳定误差满足要求的K的最小值，并将它作为K的设计循环的初始值。三主要设备1计算机1台；2MatLab软件；四 信号与系统4.1 软信号发生器设计实验一实验目的 1认识并熟悉Matlab运行环境；2学习掌握设计各种信号的编程方法。二实验内容1采用Matlab，设计信号发生器软面板；2产生可变占空比的方波信号、正弦信号、指数信号、以及任意。三主要设备1PC计算机4.2 典型周期信号的数字谱分析实验一实验目的 1.认识并熟悉Matlab运行环境；2.利用FFT分析连续周期信号的频谱，如周期方波，正弦信号等。理解CFS与DFT（FFT）的关系。二实验内容1利用FFT，分析并画出 频谱，改变采样间隔与截断长度，分析混叠与泄漏对单一频率成分信号频谱的影响；2利用FFT，分析并对比方波以及半波对称正负方波的频谱，改变采样间隔与截断长度，分析混叠与泄漏对信号频谱的影响。三主要设备1PC计算机；46五 单片机原理与技术5.1 多通道模拟信号采集系统设计一实验目的 1学习并掌握A/D转换与单片机的接口方法；2了解A/D芯片ADC0809转换性能；3学习并掌握多通道数据采集程序的编写及调试。二实验内容1.设计一个4-8通道模拟信号采集系统，根据键盘输入的通道号采集相应通道的模拟信号，并将通道号和采集的工程量在LED上显示，保留到小数点后一位。2.模拟信号要求至少有一路是电压、至少有一路是温度信号。3.系统还要有多通道自动循环采集的功能。三主要设备1PC计算机，爱迪克实验系统或其它单片机最小系统，示波器、万用表；2AEDK5195ET开发软件；4备用串口连线、直流电源（含小变压器）、单片机实验平台用容易损坏件。5.2 简易信号发生器一实验目的 1了解D/A转换器与单片机的接口方法。2了解D/A芯片ADC0832转换性能及编程。3学习并了解硬件电路连接。二实验内容1利用D/A转换器产生锯齿波、三角波、梯形波、方波、矩形波；2输出地波形种类通过键盘选择。3利用示波器观察输出波形。三主要设备1PC计算机，爱迪克实验系统，示波器、万用表。有正、负12V输出的直流稳压源；2AEDK5195ET开发软件；3备用串口/并口连线、直流电源（含小变压器）、单片机实验平台用容易损坏件。5.3 交通信号灯控制实验一实验目的 1. 进一步巩固和加深学生“单片机原理与应用”课程的基本知识，培养学生应用单片机与电子设计知识解决实际生产中问题的能力。2. 通过完成一个实际应用小系统，包括电路设计和程序开发的完整过程，提升学生的综合电子设计能力。3. 逐渐培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是电子设计应用总体设计能力。二实验内容1设计硬件电路，并编写相应程序实现交通信号灯控制：（1）利用C51扩展的简单I/O口（74LS273）控制4个双色LED灯，按以下规律变化：a. 南北绿灯亮,东西红灯亮，持续一段时间T，并倒计时显示在屏幕上；b. 南北绿灯闪2次转黄灯闪2次, 东西红灯不变；c. 南北红灯亮，东西绿灯亮，持续一段时间T1，并倒计时显示在屏幕上；d. 东西绿灯闪2次转黄灯闪2次, 南北红灯不变；e. 转到a.（2）持续的时间T与T1通过按键设置。2. 学生可以在完成以上内容的基础上，充分展示自己的设计能力，进行合理性改进与补充。三主要设备1PC计算机，爱迪克实验系统，示波器、万用表；2AEDK5195ET开发软件；5.4 基于单片机的红外遥控实验注意：本题目限1人独立完成，限4人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1、 了解红外遥控电路的原理及编码方式2、 掌握主从设备的设计方法。3、 掌握单片机总线工作的原理二实验内容1、 设计红外编解码方式。2、 采用红外发射模块273和红外接收模块245作为红发发射的信号发射端和接收端3、 利用单片机实现红外编解码程序设计。4、 驱动红外发射模块273和红外接收模块245实现红发发射和接收。5、 采用主从应当的方式进行数据校验。6、 通过数码管显示发射的数值和接收的数值。三主要设备 PC机和单片机实验箱5.5 基于8951单片机的测量控制系统注意：本题目限1人独立完成，限4人选作，考核彼此独立，不得雷同。在学生学完基本课程以后，需要有一个实际应用来提高其对系统的认识。本项目的设置，就是将单片机实验中的单一功能，进行系统集成，使其实验接近相关产品的开发，从而达到强化训练的目的。实验结果以小产品或公开发表论文、申请专利的方式验收一主要设备 单片机仿真实验系统，示波器，信号发生器；8951单片机及相关芯片，相关传感器，执行原件。5.6 基于单片机压力测量实验注意：本题目限1人独立完成，限4人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1、 了解压力传感器的工作原理2、 了解弱信号检测的常见电路3、 掌握A/D转换的工作原理二实验内容1、 压力信号的前级获取和转换采用电桥法将压力传感器传输的压力信号转换为电压信号，压力传感器将压力转换为对应的电阻值，根据电桥分压原理，压力值对应的等效为相应的电压值。2、 经比例放大后，经整形送给单片机的AD输入端。3、 经A/D转换，数据处理后显示输出。三主要设备 PC机和单片机实验箱六 DSP技术及应用6.1 相关信号检测应用一实验目的 1回顾掌握相关信号检测理论；2掌握信号处理的DSP软件实现；3了解代码优化对信号处理的意义；4. 了解查看数据处理软件执行效率的方法。二实验内容1. 查阅相关信号检测理论的资料，理解相关检测原理。2. 编写并调试相关检测的DSP程序。3. 利用DSK板卡采集到两路时域信号。4. 对采集信号进行相关处理，获取处理结果。5.分析相关处理结果，对DSP程序进行修正，改进程序执行效率。三主要设备CCS开发环境，PC机，5402DSK板及电源。七 电力系统分析3.7.1 无功功率的补偿一实验目的 1掌握电力系统中发电机、变压器、输电线路、负荷及串、并联补偿器的数学模型及建模方法；2计算电力网络潮流，分析补偿器投入前后母线电压及潮流的变化，理解无功功率补偿的作用。二实验内容1绘制电力网络单线图，在网络节点上添加并联补偿器，在节点间添加串联补偿器；2.发电机、负荷、并联补偿器的投/切，串联电容器的投/切前后潮流计算； 3.发电机、负荷、并联补偿器有功或无功的改变后潮流数据分析；4.发电机、并联补偿器电压设定值的改变后潮流数据分析。三主要设备安装有Power world simulator仿真软件的PC计算机30台；3.7.2 差异潮流一实验目的 1. 了解差异潮流的概念，能够通过差异潮流计算来显示输电线潮流的差值；2. 理解电力系统中由于故障或改变结构带来母线电压差的变化等;3理解某条线路开断后，潮流是如何转移的。二实验内容1根据系统各元件数学模型及建模方法绘制电力网络单线图；2进行某条线路开断后的潮流计算，显示输电线潮流的差值，比较完整的系统和切断一条线路的系统的潮流差异，理解潮流是如何转移的；3改变系统运行方式，计算潮流计算，理解系统由于故障或改变运行方式时各母线电压的变化。三主要设备安装有Power world simulator仿真软件的PC计算机30台；八 可编程控制器技术注意：本题目限于修完可编程控制器技术课程的学生。8.1 三层电梯模型控制一实验目的 1熟练掌握应用指令编程方法；2熟练掌握PLC的编程方法，掌握多种方式的编程；3熟练掌握PLC的程序调试方法。二实验内容三层电梯模型控制：使用可编程控制器实现电梯的上升和下降，梯内呼叫和梯外呼叫的响应及响应顺序。三主要设备1PC计算机，可编程控制器实验箱1，四层电梯模型；2SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件；3串口连线、电源线。8.2 挖掘车模型控制一实验目的 1熟练掌握应用指令编程方法；2熟练掌握PLC的编程方法，掌握多种方式的编程；3熟练掌握PLC的程序调试方法；二实验内容挖掘车模型控制：使用PLC控制挖掘车主臂和前臂的抬起和下降，左轮和右轮的前进和后退。分为自动和手动两种控制方式三主要设备1PC计算机，可编程控制器实验箱，挖掘车模型，挖土机控制器；2SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件；3串口连线、电源线。8.3 基于触摸屏的自动售货机模拟控制注意：本题目限1人独立完成，限2人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 用触摸屏和PLC实现自动售货机模拟控制，掌握触摸屏控制的编程。二实验内容基本原理:运用所学指令编写控制程序，应用触摸屏设计软件设计触摸屏界面。试验结果形式：正确的控制程序预期实验结果：触摸屏和PLC联机控制正确三主要设备1PC计算机；2可编程控制器实验箱，触摸屏。8.4 运料小车控制模拟注意：本题目限1人独立完成，限4人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 用PLC实现运料小车控制系统，掌握多种方式控制的编程二实验内容基本原理:运用所学基本指令、步进指令及应用指令编写控制程序。试验结果形式：正确的控制程序预期实验结果：扩展箱指示灯能够按照要求点亮三主要设备1PC计算机，可编程控制器实验箱，挖掘车模型，挖土机控制器；2SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件，扩展箱；3串口连线、电源线。九 数字图像处理9.1 Matlab人脸识别实验一实验目的 1掌握MatLab 软件进行人脸识别的一般方法；2. 通过实验体会不同预处理方法对特征提取效果的影响，以及各种因素对人脸识别效果的影响；3完成规定图像的处理并要求正确评价处理结果，能够从理论上作出合理的解释。二实验内容1采用Matlab，根据所选图人脸的特征设计人脸识别的具体方案；2采用滤波去噪、灰度变换、图像二值化、边缘检测、尺寸归一化、灰度归一化等方法完成图像的预处理；3. 完成人脸识别定位。三主要设备1PC计算机2Matlab及图像处理工具箱9.2 Matlab车牌识别一实验目的 1理解、掌握车牌自动识别的原理；2学习、掌握车牌识别的编程方法。二实验内容 对于给定的车尾部照片，利用MATLAB图像处理工具箱，从预处理、边缘检测、车牌定位、字符分割、字符识别等方面，设计和实现车牌照的字符识别。三主要设备1PC计算机；2Matlab软件。9.3 MATLAB图像合成-电视抠像基础一实验目的 图像合成是将一幅图像中的出来与另一幅图像融合成为一幅新的图像。图像合成在军事、医学、艺术、电视节目制作、生活等很多领域都有着广泛的应用二实验内容基本原理在制作电视节目时, 从蓝色背景下拍摄的人物图像中, 分离出蓝色的背景部分, 通过把图像的蓝色背景部分用其他的图像替代, 这样就完成了图像合成。方法步骤（1）选取一幅蓝色背景的人物图像A；（2）选择或制作另一幅其它场景的图像B；（3）观察蓝色背景的数据特点；（4）将两幅图像进行叠加，合成图像C。逐一取出图像A的像素数据进行判断，若该点是蓝色背景点，则图像C的该点采用图像B的像素数据，否则采用图像A的像素数据；（5）根据图像C特点进行适当图像增强操作，以改善视觉效果。题目扩展：视频合成试验结果形式 每一步处理的效果图片、程序、ppt、报告预期实验结果 合成图片三主要设备1PC计算机；2Matlab软件，图像道具。十 高频电子线路10.1 相位鉴频器一实验目的 1、学习相位鉴频器的电路原理与调试方法；2、测量鉴频器的形鉴频特性曲线；3、鉴频器与变容二极管调频器连调。二实验内容1连接电路板、电源和示波器；2测量形鉴频特性曲线；3观察微调电容 CC2 对鉴频器带宽的影响；4观察微调电容 CC1 对鉴频器中心频率的影响；5鉴频器与变容二极管调频器连调。三主要设备1信号发生器、示波器、直流稳压电源；2实验电路板。电烙铁、导线；10.2 开关函数调幅电路与包络检波器一实验目的 1、理解开关函数调幅电路的工作原理,观察调幅波的波形特点；2. 学习包络检波器的工作原理与输入输出波形的变化。二实验内容1.连接电路板、电源和示波器；2.生成并记录调幅波；3测量调幅度Ma；4 实现二极管包络检波。三主要设备1信号发生器、示波器；2电路板、465k陶瓷滤波器、二极管、电阻、电容；十一 虚拟仪器技术11.1 虚拟信号发生器的设计一实验目的 熟练使用LabVIEW8.0软件和LabScene2.0软件，独立完成设计虚拟仪器二实验内容用LabVIEW虚拟仪器软件平台或者LabScene2.0软件编写程序实现任意波形，包括：正弦波，三角波，锯齿波，方波，直流。三主要设备1PC计算机；2LabVIEW8.0软件和LabScene2.0软件；3. 数字示波器。11.2 虚拟示波器的设计一实验目的 使学生能够独立设计虚拟仪器。二实验内容基本原理：硬件部分将待测信号进行程控放大、信号调理之后，输入至数据采集模块转化成数字信号，再进行数据存储，软件部分应用LabVIEW软件对信号进行显示和处理。方法步骤：首先设计虚拟示波器的硬件部分，实现数据采集和数据传输的功能；接下来设计软件部分，实现信号显示和频谱分析的功能。试验结果形式：将信号发生器传输的信号通过示波器探头输入硬件板卡，上层软件对信号进行显示和处理。预期实验结果：实现传统示波器的功能。三主要设备1PC计算机；2LabVIEW8.0软件和LabScene2.0软件；3. 信号发生器。十二 数字电路技术12.1 基于光电技术的脉搏度测量实验注意：本题目限1人独立完成，限2人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 脉搏波作为人体生理信号的一种，在医学诊断上具有重要的意义。脉搏波频率范围窄、易衰减，非常容易受到测量背景和人体噪声的干扰。基于光电技术的脉搏波测量的实验项目，能够加深学生对电子测量课程中弱信号检测以及信号系统课程中信号时域分析和频域分析的进一步学习，同时也增强了学生对人体生理信息和生理信号的了解。更加可以锻炼学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。二实验内容动脉脉搏波反映了每次心脏搏动引起的血容量的变化。测量位置选择手指尖端，采用光电传感器，通过检测指端随着心脏泵血产生的指端动脉血容量的变化，从而检测出人体的脉搏信号，经放大整形、滤波，最终得到较好的脉搏波。动脉脉搏波的信号主要能量集中在0.1Hz-20Hz之间，选择合理的低通滤波器、高通滤波器和带阻滤波器滤除高频干扰、低频干扰和工频干扰。试验结果形式：脉搏波测量电路预期实验结果：能较好的测量出脉搏波三主要设备 MSP430F149 控制器2块； 液晶1602 1块；AD620 1个；光电指夹 1 个；MSP430下载器 1个；覆铜板2块；示波器 1台；微型计算机 1台；信号发生器 1台。12.2 基于FPGA/SOPC的自动售货机的设计注意：本题目限1人独立完成，限2人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。自动售货机的使用，增加了产品销售的网店，降低了销售投入、减少了人工费用。通过对基于FPGA/SOPC的自动售货机的设计，可以使学生加深对数字电路的学习，掌握EDA的自上而下的设计方式，进一步学习基于状态机的设计理念和设计方式。锻炼了学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。二实验内容自动售货机由微处理器控制，能自动识别用户投入的钱币数值，根据用户选择，通过机械控制实现商品的自动出售。方法步骤：1、设计自动售货机外形及能部构造，设计自动售货机可容纳商品数量及对应的机械构造部分。2、利用FPGA/SOPC设计自动售货机的控制部分。自动售货机控制部分，能够根据用户选择，提示用户投币；能够识别用户投币数量和币值，并根据商品价格，提示用户是否继续操作。设计显示面板，能够显示当前商品的种类、数量，能显示投币所购商品的缺钱数额和找零数额；具有中途取消交易，退钱功能；具有交易成功和交易失败提示功能。3、设计外力破坏报警部分4、调试与实验并修改完善试验结果形式：自动售货机样机模型1台预期实验结果： 能够实现自动 售货功能三主要设备EP2C35F672C6 （DE2-70开发板） 2块；FPGA 下载器1个；液晶12864 2块；电磁继电器 10块；光电耦合器 10块；覆铜板2块；自动售货机外壳 1；示波器 1台；微型计算机 1台；信号发生器 1台；常用电子器件若干。12.3 基于CPLD的多功能数字钟设计本题目限1人独立完成，限3人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1.学会利用TOP-DOWN方法对复杂数字逻辑进行分析及模块划分；2掌握层次化设计方法。二实验内容1能进行正常的时、分、秒计时功能，分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数器显示。2.能利用实验系统上的按键实现“校时”“校分”功能：3.能利用扬声器做整点报时：(1) 当计时到达5950时开始报时，在5950、52、54、56、58鸣叫，鸣叫声频可为500Hz；(2) 到达5960时为最后一声整点报时，整点报时是频率可定为1KHz。 4.用层次化设计方法设计该电路，用VHDL语言编写各个功能模块。5. 利用EDA实验教学平台下载验证设计。试验结果形式：脉搏波测量电路预期实验结果：能较好的测量出脉搏波三主要设备1PC计算机；2. EDA实验教学平台；3MaxplusII开发软件12.4 基于CPLD的简易数字频率计本题目限1人独立完成，限2人选作，考核彼此独立，不得雷同。一实验目的 1学会利用TOP-DOWN方法对复杂数字逻辑进行分析及模块划分；2掌握层次化设计方法。二实验内容1.设计一个3位十进制频率计，其测量范围为1MHz。量程分10kHz、100kHz、1MHz三档(最大读数分别为9.99kHz、99.9kHz、999kHz),量程可自动转换。2.采用记忆显示方式，即计数过程中不显示数据，待计数过程结束后，显示计数结果，并将此显示结果保持到下一次计数结束。显示时间应不小于1s；小数点位置随量程变换自动移位。3.送入信号应是符合CMOS电路要求的脉冲或正弦波。4.完成电路设计后在实验系统上下载，验证设计的正确性。三主要设备1PC计算机；2. EDA实验教学平台；3MaxplusII开发软件。十三 智能仪器13.1 基于仪器平台的频率特性测试仪设计一实验目的 1.利用现有平台，能够灵活扩展功能；2.学习线性电路（线性系统）的频率特性测试方法；3.掌握通过软件实现某种功能的思路。二实验内容1电阻和电容构成一个简单的低通滤波器由平台上的简易信号源输入信号；2 两个输入通道分别采集阻容网络的输入和输出，对采集的信号做傅里叶分析；3. 通过幅度谱和相位谱测量该网络的幅频特性和相频特性；4. 通过理论分析和实验验证，给出技术测试仪器指标。三主要设备1PC计算机及软件，MK4PC型智能仪器实验系统，示波器等；2Keil51开发软件、SSTEasyIAP11F.exe程序、Convert_to_BSLx564.txt文件；3电阻、电容，备用串口连线、直流电源（含小变压器）智能仪器实验平台用容易损坏件。13.2 基于LabVIEW的测控软件开发一实验目的 1.利用现有平台，能够灵活扩展功能；2.选择较熟悉的传感器，制作与平台接口电路；3.掌握非电量的转换、信号采集、处理等测量方法。二实验内容1选择温度、压力或其它物理量传感器，设计自作与平台采集通道接口电路；2. 实现两路信号采集、处理、标度变换；3. 画出被测量随时间变化曲线图；4. 通过理论分析和实验验证，给出技术测试仪器指标。三主要设备1PC计算机及软件，MK4PC型智能仪器实验系统，示波器等；2Keil51开发软件、SSTEasyIAP11F.exe程序、Convert_to_BSLx564.txt文件；3学生提出传感器，电阻、电容等器件，备用串口连线、直流电源（含小变压器）智能仪器实验平台用容易损坏件十四 光电检测技术14.1 基于光电编码器转速测量系统实验一实验目的 1掌握单片机软件进行速度测量方法；2. 通过实验体会不同速度处理方法，对角速度高速低速测量影响；3完成规定速度的处理结果，能够从理论上作出合理的解释。二实验内容1采用单片机完成光电编码器转速的具体方案，考虑到M 法与T 法方案；2采用液晶显示显示实时角度与速度3. 完成与上位机通信。三主要设备1PC 计算机2光电编码器，电机十五 传感器原理与检测技术15.1 智能传感器设计一实验目的 1了解智能传感器的种类；2了解不同类型的智能传感器应用场合、工作原理和性能指标；3掌握不同类型的智能传感器使用与设计方法；4能够根据实际需求选用性价比高的传感器二实验内容1根据项目实际要求，选择合适智能传感器；2设计智能传感器硬件电路及配套软件；3焊接、调试硬件电路和编制与调试程序；4指标测试。三主要设备1PC计算机16台，编程器1套，示波器16台；2Keil51开发软件、仿真软件、matlab软件；3备用万用表、电池、电源和示波器探头等；4备用智能传感器、微处理器、放大器、电阻、电容和电位器等电子元件以及焊锡丝、导线、电路板等材料。15.2 多点温度巡检系统设计一实验目的 1了解温度传感器的种类及其测量范围；2了解不同种类的温度传感器应用场合、工作原理和性能；3掌握温度传感器测量电路及其配套放大器的设计方法；4掌握多种温度参数巡回检测方法。二实验内容1根据项目实际要求，选择合适应变传感器；2设计传感器测量电路、信号调理电路等硬件模块及配套软件；3焊接、调试硬件电路和编制与调试程序；4指标测试。三主要设备1PC计算机16台，编程器1套，示波器16台；2Keil51开发软件、仿真软件、matlab软件；3备用万用表、电池、电源和示波器探头等；4备用温度传感器、微处理器、放大器、电阻、电容和电位器等电子元件以及焊锡丝、导线、电路板等材料。十六 电子测量原理16.1 高精度数字频率计的设计一实验目的 1熟悉数字频率计的基本工作原理；2掌握数字频率计的设计与调试方法；3. 实现高精度，反馈并校正功能的频率计；4掌握电子工艺方面的知识，达到人机界面完善的、易操作的系统。二实验内容1按照设计要求，进行系统功能分析、完成原理图设计；