论文根据天津大学实验教学改革的要求,致力于开发以自动控制原理为核心的多课程综合实验平台,为高等院校的测量和控制类相关专业提供实验教学设备。经过课题组两年多的努力,已经设计了电动机转速和位置的模拟电路控制系统,并且投入01、02级本科生教学实验课使用,取得了很好的效果。但是,随着现代控制理论的发展,控制方式多种多样,为了使学生能够更好理解和掌握所学专业课程的知识,论文主要通过多信号源的数据采集,电机转速的开、闭环控制等环节,设计了嵌入式多功能数字控制系统。同时设计了功能强大的虚拟仪器软件和控制系统辅助分析设计软件,利用其与Matlab接口的特点进行各种综合实验,提高了实验教学效率。论文的主要工作包括以下几个方面:1.通过实际考察和理论分析,确定了嵌入式多功能数字控制综合实验台的设计方案,涉及到多种类型传感器信号放大、电路信号调理、控制算法编程及执行功率驱动放大等技术。2.完成嵌入式多功能数字控制综合实验台的硬件电路的设计,开发出能接收旋转编码器、测速电机、热电偶、热电阻、压力传感、0—5V、-5V-+5V、4—20mA等信号的高兼容电路,以及后续放大,A/D转换电路和电机转速开、闭环控制方案。3.设计了单片机和计算机综合控制方案。完成了增量式数字PID控制算法的实现;完成了基于RS232串口的计算机多功能控制台虚拟仪器程序;最后通过MATCOM完成了虚拟仪器软件与Matlab接口等功能,实现了系统的总体性能要求。4.根据《传感器》、《测控电路》、《单片机》和《自动控制原理》等课程的实验教学要求,设计了多种传感器信号采集实验、线性系统时域分析实验、电压信号的数字PID校正实验和电动机转速开、闭环控制实验。使学生能够更深刻更全面地掌握理论知识。