计算机控制系统实验报告.doc

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计算机控制系统
实验报告
院系：化工机械系
班级：12自动化
：马福全
学号：1220301042
日期：2015年11月18日
实验一 D/A数模转换实验
一、实验目的
1．掌握数模转换的根本原理
2．熟悉线
六、误差分析
比照表格中的数据，可知理论值和实际值有所差异，既存在误差。先分析得以下原因：
1、仪器元件不够准确，导致试验产生误差。这是本实验的最主要的误差来源。
2、由于仪器使用时间较长，导致实验存在误差。
3、外界干扰会对实验造成误差。
七、实验心得
过这次测试技术的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅.
实验三 数字PID控制
一、实验目的
1．研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。
2．研究采样周期T对系统特性的影响。
3．研究I型系统及系统的稳定误差。
二、实验仪器
1．EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台
2．PC计算机一台
三、实验容
1．系统构造图如3-1图。
图3-1 系统构造图
图中Gc〔s〕=Kp〔1+Ki/s+Kds〕
Gh〔s〕=〔1－e-TS〕/s
Gp1〔s〕=5/〔〔+1〕〔+1〕〕
Gp2〔s〕=1/〔s〔+1〕〕
2．开环系统〔被控制对象〕的模拟电路图如图3-2和图3-3，其中图3-2对应GP1〔s〕,图3-3对应Gp2〔s〕。
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图3-2 开环系统构造图1 图3-3开环系统构造图2
3．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控制可使系统变成"II型〞系统。
4．当r〔t〕=1〔t〕时〔实际是方波〕，研究其过渡过程。
5．PI调节器及PID调节器的增益
Gc〔s〕=Kp〔1+K1/s〕
=KpK1(〔1/k1〕s+1) /s
=K(Tis+1)/s
式中 K=KpKi , Ti=〔1/K1〕
不难看出PI调节器的增益K=KpKi，因此在改变Ki时，同时改变了闭环增益K，如果不想改变K,那么应相应改变Kp。采用PID调节器一样。
6．"II型〞系统要注意稳定性。对于Gp2〔s〕,假设采用PI调节器控制，其开环传递函数为
G〔s〕=Gc〔s〕·Gp2〔s〕
=K〔Tis+1〕/s·1/s〔+1〕
为使用环系统稳定，应满足Ti>，即K1<10
7．PID递推算法如果PID调节器输入信号为e〔t〕，其输送信号为u〔t〕,那么离散的递推算法如下：
u〔k〕=u〔k-1〕+q0e〔k〕+q1e〔k-1〕+q2e〔k-2〕
其中 q0=Kp〔1+KiT+〔Kd/T〕〕
q1=－Kp〔1+〔2Kd/T〕〕
q2=Kp〔Kd/T〕
T--采样周期
四、实验步骤
(图3-2)。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。
，在桌面双击图标 [puterctrl]或在计算机程序组中运行[puterctrl]软件。
,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进展实验。
[数字PID控制], 鼠标单击鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置窗口。
, Ki, Kd〔参考值Kp=1, Ki=, kd=1〕。
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。假设不满意，改变Kp, Ki, Kd的数值和与其相对应的性能指标sp、ts的数值。
,Ki,Kd值，观查有无稳态误差。
，连接被测量典型环节的模拟电路(图3-3)。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。检查无误后接通电源。
-7步骤。
，Ki，Kd取不同的数值时对应的sp、ts的数值，测量系统的阶跃响应曲线及时域性能指标，记入表中：
0型系统
实验结果
参数
δ%
Ts〔ms〕
阶跃响应曲线
Kp
Ki
K