计算机控制技术实验Word格式.docx
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计算机控制技术实验Word格式.docx
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PC机
X
0809J1.1
实验箱
图1.1实验接线图
在PC机上输入数字量值,经过D/A转换后,将输出Y通过实验接口卡的DAC0832的J1.5端输出,此输出再由接口卡上的ADC0809的J1.1端采样,经A/D转换后采样值X传送回PC机。
同时在PC机上的虚拟示波器上将显示输出值Y,经过比较我们可以得到转换后的精度。
四、实验内容与步骤
1、弄清A/D,D/A转换的工作原理。
2、按指导书说明将D/A的输出J1.5接到A/D通道0的输入J1.1。
3、输入数字量,进行D/A、A/D转换,记录输出转换后的模拟量值。
4、记录实验曲线,观察结果,分析DAC0832和ADC0809的转换精度。
五、实验准备
1、熟悉ADC0809和DAC0832的工作原理。
2、初步编写转换程序,实验过程中进行调试。
六、思考题
1、ADC0809的CLK输入范围是多少?
本实验接口卡是如何实现的?
答:
ADC0809的CLK输入范围:
0-999
2、ADC0809的转换精度是多少?
影响A/D,D/A转换精度的因素有哪些?
5000-4947-4755—4751-4765-4751
七、实验报告
点击
依次输入需要的观测值后点击验证,之后在右键中点击测量、直线,出来最终曲线,之后拖动准线的如下图:
实验三PID参数整定实验
一、实验目的
1、研究PID控制器参数对系统稳定性及过渡过程影响。
2、研究采样周期T对系统特性影响。
3、研究I型系统及系统稳定误差。
二、实验仪器
1、EL-AT-III型计算机控制系统实验箱一台
2、PC计算机一台
三、实验内容
系统结构如图3.1所示。
图3.1系统结构图
开环系统的模拟电路图如图3.2和图3.3所示,其中图3.2对应Gp1(s),图3.3对应Gp2(s)。
图3.2开环系统结构图1(接地电阻1K)图3.3开环系统结构图2((接地电阻5K)
被控对象Gp1(s)为“0型”系统,采用PI控制或PID控制,可使系统变为“I型”系统,被控对象Gp2(s)为“I型”系统,采用PI控制或PID控制,可使系统变为“II型”系统。
当r(t)=1(t)时(实际是方波),研究其过渡过程。
四、实验步骤
1、连接被测量典型环节的模拟电路(图8),电路的输入U1接A/D,D/A卡的DA1输出,电路的输出U2接A/D,D/A卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
2、启动计算机,双击桌面“计算机控制实验”快捷方式,运行软件。
3、测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。
如通信不正常,查找原因使通信正常后,进行实验。
4、在实验项目的下拉列表中,选择实验三[PID参数整定实验],鼠标单击按钮,弹出实验课题参数设置窗口。
5、输入参数Kp,Ki,Kd(参考值Kp=1,Ki=0.02,Kd=1)。
6、参数设置完成,点击确认后观察响应曲线。
若不满意,改变Kp,Ki,Kd的数值和与其相对应的性能指标σp﹑ts的数值。
7、取满意的Kp,Ki,Kd值,观察有无稳态误差。
8、断开电源,连接被测量典型环节的模拟电路(图9)。
电路的输入U1接A/D,D/A卡的DA1输出,电路的输出U2接A/D,D/A卡的AD1输入,将纯积分电容的两端,连在模拟开关上。
9、重复4-7步骤。
10、计算Kp,Ki,Kd取不同的数值时,对应的σp﹑Ts的数值,测量系统的阶跃响应曲线,及时域性能指标,记入下表中:
系统的阶跃响应曲线,及时域性能指标
参数
σp
Ts
阶跃响应曲线
Kp
Ki
Kd
1.000
0.020
150%
4000
如下图1
2.000
如下图2
100%
2000
如下图3
0.060
120%
1500
如下图4
4.000
45%
700
如下图5
(图9)系统的阶跃响应曲线,及时域性能指标
3500
如下图6
3.000
30%
600
如下图7
如下图8
1800
如下图9
6.000
110%
如下图10
五、实验准备
1、掌握PID控制原理及控制参数的调试方法。
2、初步编写PID控制程序,实验过程中结合具体受控对象进行调试。
六、实验报告
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图8
图9
图10
实验四大林算法实验
1、掌握大林算法的特点及适用范围。
2、了解大林算法中时间常数T对系统的影响。
二、实验仪器与设备
PC微机工作站一台
三、实验内容
1、实验被控对象的构成
惯性环节的仿真电路如图4.1所示,其传递函数为:
其中
。
纯延时环节的传递函数为:
其中τ是采样周期,N为正整数的纯延时个数。
在软件中纯延时环节用计算机编程实现。
因此被控对象的开环传递函数为:
2、大林算法的数字控制器
设大林算法的闭环传递函数为:
,T是大林时间常数。
因此大林算法的数字控制器的脉冲传递函数为:
其对应的差分方程为:
3、编写控制程序,对模拟的被控对象(图4.1)进行控制,实现其差分方程。
2、记录响应曲线,测出其性能指标。
1、连接被控对象的模拟电路(图4.1),电路的输入U1接A/D,D/A卡的DA1输出,电路的输出U2接A/D,D/A卡的AD1输入。
4、在实验项目的下拉列表中,选择实验四[大林算法实验],鼠标单击按钮,弹出实验课题参数设置窗口。
5、输入参数延时时间和大林时间常数,点击确认后观察响应曲线,测量与其相对应的性能指标系统响应时间TS和超调量σp的数值。
6、重复步骤4,改变参数设置,将所测波形进行比较,把测量结果记入下表:
响应曲线
TS
延时时间
大林时间常数
0.500
10.000
3000
0.100
800
1、掌握大林算法的设计原则及设计目标,。
2、初步编写大林控制器程序,实验过程中结合具体受控对象调试其时间常数。
图2
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