第一篇：大學(xué)_計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告河南工業(yè)大學(xué)4

實(shí)驗(yàn)四 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

班級(jí)：自動(dòng)F1203班 姓名：蔡申申 學(xué)號(hào)：201223910625

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．掌握用PID控制規(guī)律的直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法； 2．了解PWM調(diào)制、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1．THBCC-1型 信號(hào)與系統(tǒng)控制理論及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 2．THBXD數(shù)據(jù)采集卡一塊(含37芯通信線、16芯排線和USB電纜線各1根)3．PC機(jī)1臺(tái)(含軟件“THBCC-1”)

三、實(shí)驗(yàn)原理

直流電機(jī)在應(yīng)用中有多種控制方式，在直流電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)中，主要采用電樞電壓控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向。

功率放大器是電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的重要部件，它的性能及價(jià)格對(duì)系統(tǒng)都有重要的影響。過去的功率放大器是采用磁放大器、交磁放大機(jī)或可控硅（晶閘管）?，F(xiàn)在基本上采用晶體管功率放大器。PWM功率放大器與線性功率放大器相比，有功耗低、效率高，有利于克服直流電機(jī)的靜摩擦等優(yōu)點(diǎn)。

PWM調(diào)制與晶體管功率放大器的工作原理： 1．PWM的工作原理

圖13-1 PWM的控制電路

上圖所示為SG3525為核心的控制電路，SG3525是美國(guó)Silicon General公司生產(chǎn)的專用。PWM控制集成芯片，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及各引腳如圖13-2所示，它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，其內(nèi)部包含有精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護(hù)電路等。調(diào)節(jié)Ur的大小，在A、B兩端可輸出兩個(gè)幅度相等、頻率相等、相位相互錯(cuò)開180度、占空比可調(diào)的矩形波（即PWM信號(hào)）。它適用于各開關(guān)電源、斬波器的控制。

2．功放電路

直流電機(jī)PWM輸出的信號(hào)一般比較小，不能直接去驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，它必須經(jīng)過功放后再接到直流電機(jī)的兩端。該實(shí)驗(yàn)裝置中采用直流15V的直流電壓功放電路驅(qū)動(dòng)。

3．反饋接口

在直流電機(jī)控制系統(tǒng)中，在直流電機(jī)的軸上貼有一塊小磁鋼，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)。磁鋼的下面中有一個(gè)霍爾元件，當(dāng)磁鋼轉(zhuǎn)到時(shí)霍爾元件感應(yīng)輸出。

4．直流電機(jī)控制系統(tǒng)如圖所示，由霍耳傳感器將電機(jī)的速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡變換成數(shù)字量后送到計(jì)算機(jī)與給定值比較，所得的差值按照一定的規(guī)律（通常為PID）運(yùn)算，然后經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸出控制量，供執(zhí)行器來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、實(shí)驗(yàn)接線

1.1 用導(dǎo)線將直流電機(jī)單元24V的“+” 輸入端接到直流穩(wěn)壓電源24V的“+”端；

1.2 用導(dǎo)線將直流電機(jī)單元0～5V的“+”輸入端接到數(shù)據(jù)采集卡的“DA1”的輸出端，同時(shí)將UO的“+”(霍耳輸出)輸出端接到數(shù)據(jù)采集卡的“AD1”處；

1.3打開實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電源總開關(guān)。

2、腳本程序運(yùn)行

2.1啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在桌面雙擊圖標(biāo)“THBCC-1”，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)軟件； 2.2 順序點(diǎn)擊虛擬示波器界面上的“按鈕(腳本編程器)；

2.3在腳本編輯器窗口的文件菜單下點(diǎn)擊“打開”按鈕，并在“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用算法”文件夾下選中“直流電機(jī)”腳本程序并打開，閱讀、理解該程序，然后點(diǎn)擊腳本編輯器窗口的調(diào)試菜單下“步長(zhǎng)設(shè)置”，將腳本算法的運(yùn)行步長(zhǎng)設(shè)為50ms；

2.4點(diǎn)擊腳本編輯器窗口的調(diào)試菜單下“啟動(dòng)”；觀察直流電機(jī)的運(yùn)行情況。2.5 當(dāng)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值后，再點(diǎn)擊“腳本編輯器”窗口上 “停止”按鈕，重新配置P、I、D的參數(shù)或改變算法的運(yùn)行步長(zhǎng)，并再次運(yùn)行算法程序，觀察直流電機(jī)的運(yùn)行情況；

2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉腳本編輯器窗口，退出實(shí)驗(yàn)軟件。

”按鈕和工具欄上的 “

”

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.P、I、D控制參數(shù)對(duì)直流電機(jī)運(yùn)行的影響。

×數(shù)字調(diào)節(jié)器模數(shù)轉(zhuǎn)換器保持執(zhí)行器對(duì)象D/A采樣保持多路開關(guān)測(cè)量環(huán)節(jié)

當(dāng)重新配置P、I、D的參數(shù)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如將K改為2.5時(shí)）

六、實(shí)驗(yàn)體會(huì)

通過對(duì)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)了用PID控制規(guī)律的直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法和了解PWM調(diào)制、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。利用軟件“THBCC-1”的編輯器窗口的調(diào)試實(shí)驗(yàn)了電機(jī)的調(diào)速。

第二篇：計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告（推薦）

計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

班級(jí)：

姓名：

學(xué)號(hào)：

實(shí)驗(yàn)二 最少拍控制系統(tǒng)

1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖2-1 單位階躍輸入下最少拍有紋波控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)模型

圖2-2 單位階躍輸入下最少拍有紋波控制器輸出

圖2-3單位階躍輸入下最少拍有紋波系統(tǒng)輸出

圖2-4 單位階躍輸入下最少拍無紋波控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)模型

圖2-5單位階躍輸入下最少拍無紋波控制器輸出

圖2-6 單位階躍輸入下最少拍無紋波系統(tǒng)輸出 2.思考與分析

（1）最少拍受什么限制而使調(diào)整節(jié)拍增加？

答：設(shè)計(jì)出來的最少拍控制系統(tǒng)，在有限拍后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，只保證了在最少的幾個(gè)采樣周期后系統(tǒng)的響應(yīng)在采樣點(diǎn)時(shí)是穩(wěn)態(tài)誤差為零，而不能保證在任意兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的穩(wěn)態(tài)誤差為零，即最少拍控制系統(tǒng)在采樣時(shí)間精確的跟蹤輸入信號(hào)。所以最少拍受輸入函數(shù)階數(shù)的限制而使調(diào)整節(jié)拍增加，即輸入函數(shù)的階數(shù)越高，調(diào)解時(shí)間越長(zhǎng)。

（2）無紋波系統(tǒng)對(duì)控制器有何要求？ 答：最少拍無波紋對(duì)控制器有如下約束條件：

1.被控對(duì)象G(S)有足夠的積分環(huán)節(jié)。若輸入為速度輸入函數(shù)，被控對(duì)象G(s)的穩(wěn)態(tài)輸出也應(yīng)為速度函數(shù)，因此就要求G(s)中至少有一個(gè)積分環(huán)節(jié)。若輸入為加速度輸入函數(shù)，則被控對(duì)象G(s)的穩(wěn)態(tài)輸出也應(yīng)為加速度函數(shù)，要求G(s)中至少有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)。所以最少拍無紋波控制能夠?qū)崿F(xiàn)的條件是被控對(duì)象G(S)有足夠的積分環(huán)節(jié)。2.?(z)必須包含G(z)中的圓外圓內(nèi)全部零點(diǎn)N(z)。

（3）分析不同輸入信號(hào)對(duì)最小拍控制系統(tǒng)的影響。

答：在單位階躍函數(shù)作用下，輸出響應(yīng)經(jīng)過一個(gè)采樣周期T，輸出與輸入完全跟蹤，即調(diào)整時(shí)間為一拍。同理在單位速度作用下經(jīng)過兩個(gè)采樣周期T，輸出與輸入完全跟蹤，即調(diào)整時(shí)間為二拍。在單位加速度作用下經(jīng)過三個(gè)采樣周期T，輸出與輸入完全跟蹤，即調(diào)整時(shí)間為三拍。即輸入函數(shù)的階數(shù)越高，調(diào)整時(shí)間越長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)三 純滯后控制實(shí)驗(yàn)

1．實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3-1純滯后控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)模型

圖3-2 純滯后系統(tǒng)控制器輸出

圖3-3 純滯后控制系統(tǒng)輸出

2.思考與分析

（1）純滯后控制系統(tǒng)對(duì)階躍信號(hào)有無超調(diào)？為什么？

答：純滯后控制系統(tǒng)對(duì)階躍信號(hào)有超調(diào)。因?yàn)楸豢貙?duì)象中的純滯后部分作用在時(shí)間坐標(biāo)上推移了一個(gè)時(shí)間

僅將控制，被控對(duì)象具有純滯后特性，時(shí)間常數(shù)很大，而被控對(duì)象的滯后時(shí)間會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，動(dòng)態(tài)性能變壞，即會(huì)引起超調(diào)和持續(xù)的振蕩，因而純滯后控制系統(tǒng)對(duì)階躍信號(hào)也有一定的超調(diào)。（2）純滯后控制與PID控制有什么本質(zhì)區(qū)別？

答：1.純滯后控制：由于對(duì)象存在較大的純滯后，采用單回路PID控制效果不佳。但常規(guī)單回路PID控制對(duì)一般對(duì)象控制效果較為理想，是生產(chǎn)過程中常用的一種控制方法。2.PID控制：比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差。但是，比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。比例放大系數(shù)的加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分控制，只要系統(tǒng)有誤差存在，積分控制器就不斷地積累，輸出控制量，以消除誤差。但是積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。微分控制可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。應(yīng)用PID控制，必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)整比例放大系數(shù)KP，積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD，使整個(gè)控制系統(tǒng)得到良好的性能。純滯后控制部分的達(dá)林算法是基于離散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，按照期望的傳遞性能設(shè)計(jì)控制器達(dá)到改善性能的目的，PID控制算法是基于連續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

第三篇：計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中國(guó)石油大學(xué)計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)日期：2011.11.30 成 績(jī)：

班級(jí)：自動(dòng)化08-4 姓名：陳方光 學(xué)號(hào)：08071402

實(shí)驗(yàn)一 基于NI6008的數(shù)據(jù)采集

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

理解基本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成，學(xué)會(huì)使用MATLAB和NI6008進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱、NI6008數(shù)據(jù)通訊卡、Matlab軟件、計(jì)算機(jī) 3． 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

（1）使用計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱搭建二階被控對(duì)象，并測(cè)試對(duì)象特性（2）在Matlab中設(shè)計(jì)數(shù)字PID控制器，對(duì)上述對(duì)象進(jìn)行控制 4.實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）選擇合適的電阻電容，參考如下電路結(jié)構(gòu)圖，在計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱上搭建二階被控對(duì)象，使得其被控對(duì)象傳遞函數(shù)為

建議數(shù)值：R1=200kΩ，R2=200kΩ,C1=1μＦ，R4=300kΩ, R5=500kΩ，C2=1μＦ.（2）測(cè)試NI6008數(shù)據(jù)通訊卡，確保數(shù)據(jù)輸入輸出通道正常。（3）使用MATLAB和OPC通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集:（4）編寫程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)采集和顯示。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1)測(cè)試NI6008數(shù)據(jù)通訊卡

首先將NI6008數(shù)據(jù)采集卡的AI負(fù)端與GND端短接，然后通過usb數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)，打開opc端口調(diào)試工具，添加NI數(shù)據(jù)采集卡，添加自己所需的輸入、輸出端口，通過向輸入端強(qiáng)制寫入1，觀察AO端口顯示數(shù)據(jù)，能較精確的跟蹤輸入數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)采集完好。

2)使用matlab和opc進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及其顯示

? 在Matlab中讀寫數(shù)據(jù)：

da = opcda(‘localhost’, ‘NI USB-6008.Server’);% 定義服務(wù)器 connect(da);

%連接服務(wù)器 grp = addgroup(da);

%添加OPC 組 itmRead = additem(grp,‘Dev1/AI0’);

%在組中添加數(shù)據(jù)項(xiàng) itmWrite = additem(grp,'Dev1/AO0');

%在組中添加數(shù)據(jù)項(xiàng)

r=read(itmRead);

y(1)=r.Value;

%讀取數(shù)據(jù)項(xiàng)的值 Write(itmWrite,1);

%向數(shù)據(jù)項(xiàng)中寫值 disconnect(da);

%斷開服務(wù)器 關(guān)于定時(shí)器的問題

t = timer(‘TimerFcn’,@myread, ‘Period’, 0.2,‘ExecutionMode’,‘fixedRate’);%定義定時(shí)器 start(t)%打開定時(shí)器 out = timerfind;%尋找定時(shí)器

stop(out);%停止定時(shí)器

delete(out);%刪除定時(shí)器

? 將讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并動(dòng)態(tài)顯示于圖中: function myread(obj,event)

global tt k y da grp itmRead Ts itmWrite r=read(itmRead);k=k+1;tt(k)=(k-1)*Ts;y(k)=r.Value;hold on plot(tt,y)if k>70/Ts Write(itmWrite,0);num=[1.484];den=[46.4067,15.994,1];[y,t]=step(tf(num,den),1:0.2:70);plot(t,y)out = timerfind;stop(out);

delete(out);disconnect(da);end

表1：數(shù)據(jù)采集表

采集數(shù)采集數(shù)采集數(shù)時(shí)間 據(jù) 時(shí)間 據(jù) 時(shí)間 據(jù) 時(shí)間 0.00 0.00 4.00 1.67 8.00 1.67 12.00 0.20 0.02 4.20 1.67 8.20 1.66 12.20 0.40 0.74 4.40 1.67 8.40 1.68 12.40 0.60 1.30 4.60 1.67 8.60 1.67 12.60 0.80 1.52 4.80 1.67 8.80 1.67 12.80 1.00 1.62 5.00 1.66 9.00 1.67 13.00 1.20 1.64 5.20 1.67 9.20 1.68 13.20 1.40 1.66 5.40 1.66 9.40 1.67 13.40 1.60 1.67 5.60 1.67 9.60 1.66 13.60 1.80 1.66 5.80 1.65 9.80 1.67 13.80 2.00 1.67 6.00 1.64 10.00 1.67 14.00 2.20 1.66 6.20 1.66 10.20 1.68 14.20 2.40 1.68 6.40 1.66 10.40 1.68 14.40 2.60 1.67 6.60 1.66 10.60 1.66 14.60 2.80 1.67 6.80 1.66 10.80 1.67 14.80 3.00 1.66 7.00 1.67 11.00 1.67 15.00 3.20 1.67 7.20

1.67

11.20 1.67

15.20 采集數(shù)

據(jù) 時(shí)間 1.68 16.00 1.66 16.20 1.66 16.40 1.68 16.60 1.66 16.80 1.67 17.00 1.67 17.20 1.66 17.40 1.66 17.60 1.66 17.80 1.66 18.00 1.66 18.20 1.67 18.40 1.67 18.60 1.67 18.80 1.67 19.00 1.68

19.20 采集數(shù)

據(jù) 1.67 1.66 1.67 1.67 1.66 1.67 1.66 1.66 1.67 1.67 1.67 1.64 1.67 1.67 1.67 1.67 1.65 3.40 3.60 3.80 4.00 1.67 1.67 1.67 1.67 7.40 7.60 7.80 8.00 1.67 1.66 1.67 1.67 11.40 1.68 11.60 1.66 11.80 1.68 12.00 1.68 15.40 1.65 15.60 1.66 15.80 1.66 16.00 1.67 19.40 1.67 19.60 1.67 19.80 1.67 20.00 1.67 Matlab繪圖如下：

圖表 1 開環(huán)數(shù)據(jù)讀取顯示曲線

6.實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

通過本次實(shí)驗(yàn)我理解基本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成，學(xué)會(huì)使用MATLAB和NI6008進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以及實(shí)驗(yàn)電路的搭建，如何設(shè)計(jì)PID算式使二階對(duì)象完成相應(yīng)的功能，并且測(cè)試了對(duì)象的特性。復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)的東西，能做到活學(xué)活用，搭建實(shí)際模型來完成模擬實(shí)驗(yàn)。中國(guó)石油大學(xué)計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)日期：2011.11.30 成 績(jī)：

班級(jí)：自動(dòng)化08-4 姓名：陳方光 學(xué)號(hào)：08071402

實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字PID算法的實(shí)現(xiàn)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

熟悉PID控制器，實(shí)現(xiàn)PID算法，深入了解PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制效果的影響 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱、NI6008數(shù)據(jù)通訊卡、Matlab軟件、計(jì)算機(jī) 3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

（1）在實(shí)驗(yàn)一基礎(chǔ)上編制PID數(shù)字控制器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

?Te(k)?2e(k?1)?e(k?2)??u?u(k)?u(k?1)?kp?e(k)?e(k?1)?e(k)?T()?d??TiT ??（2）進(jìn)行PID參數(shù)的整定分析：

a)取消積分和微分作用，分析比例系數(shù)數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響 b)保持比例系數(shù)不變，分析積分作用對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響

c)保持比例系數(shù)和積分時(shí)間不變，分析微分作用對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響 d)運(yùn)用所學(xué)的PID參數(shù)整定方法，確定一組控制性能良好的PID參數(shù) 4.實(shí)驗(yàn)要求

（1）實(shí)驗(yàn)過程中要記錄實(shí)驗(yàn)曲線，標(biāo)注控制系統(tǒng)輸出的性能指標(biāo)（2）總結(jié)PID參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響

（3）分析理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異，如有誤差分析原因。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 a)純比例控制

分析：

對(duì)比分析上圖可知：Kp越大，比例作用越強(qiáng)，比例動(dòng)作越快，上升時(shí)間和延遲時(shí)間越短，調(diào)節(jié)時(shí)間峰值時(shí)間也相應(yīng)減少，且穩(wěn)態(tài)誤差減小，但超調(diào)量增大，系統(tǒng)易發(fā)生振蕩，甚至發(fā)散。

由于是純比例作用，故系統(tǒng)穩(wěn)定后存在余差，被控變量不可能回到原來的值上（在本系統(tǒng)中不可能穩(wěn)定到1），且由于仿真電路干擾的存在，響應(yīng)曲線存在較大的毛刺。

b)比例不變，變積分控制

分析：

從表中可知，在Kp相同，Ti不同的情況下, Ti越大，積分作用越強(qiáng)，系統(tǒng)的上升時(shí)間，延遲時(shí)間，調(diào)節(jié)時(shí)間和峰值時(shí)間均越大，系統(tǒng)的響應(yīng)越慢，動(dòng)態(tài)性能越差，但是系統(tǒng)的超調(diào)量卻越小，甚至小到不存在，系統(tǒng)地穩(wěn)定性能提高。加入積分環(huán)節(jié)后，對(duì)比表中數(shù)據(jù)可知，積分環(huán)節(jié)可以使系統(tǒng)的上升時(shí)間，調(diào)節(jié)時(shí)間，延遲時(shí)間，峰值時(shí)間變長(zhǎng)，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能變差，而超調(diào)量減小，穩(wěn)態(tài)性能得到提高。

c)比例、積分不變，變微分控制

分析：

從表中數(shù)據(jù)可知，第一，由于微分作用的存在，響應(yīng)曲線的起始階段呈現(xiàn)尖銳的波峰，之后曲線也呈衰減振蕩；第二，保持Kp、Ti不變，增大Td,系統(tǒng)的上升時(shí)間上升，微分控制不直接影響穩(wěn)態(tài)誤差，但它增加了系統(tǒng)的阻尼，因?yàn)槿菰S采用比較大的增益K值，這將有助于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的改善。

PID具有PD和PI雙重作用，能夠較全面地提高系統(tǒng)的控制性能，是一種應(yīng)用比較廣泛的控制器。PID控制器除了提高系統(tǒng)型別之外，還提供了兩個(gè)負(fù)實(shí)零點(diǎn)，從而較PI控制器在提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能方面有更大的優(yōu)越性。因此，在工業(yè)控制設(shè)計(jì)中，PID控制器得到了非常廣泛的應(yīng)用。一般來說，PID控制器參數(shù)中，I部分應(yīng)發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的低頻段，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；D部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的中頻段，以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

6.實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過這次實(shí)驗(yàn)，我熟悉了PID控制器，實(shí)現(xiàn)了PID算法，深入了解了PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制效果的影響，宏觀的了解了參數(shù)影響的效果，可以對(duì)于實(shí)際出現(xiàn)的各種圖形進(jìn)行分析，確定是那一個(gè)或者哪幾個(gè)參數(shù)問題，便于實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步熟悉了MATLAB軟件的使用。

第四篇：河南工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

河南工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

課程名稱實(shí)驗(yàn)名稱系別專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)日期年月日

教 師 審 批 簽 字

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃误w小四

二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

宋體小四

三.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

宋體小四

四.實(shí)驗(yàn)中的問題及心得

宋體小四

第五篇：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程綜述

09熱工一班姚躍輝200910610118

計(jì)算機(jī)控制是自動(dòng)控制理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興學(xué)科，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。自動(dòng)控制技術(shù)在許多工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，但是由于生產(chǎn)工藝日益復(fù)雜，控制品質(zhì)的要求越來越高，簡(jiǎn)單的控制理論有時(shí)無法解決復(fù)雜的控制問題。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了控制理論發(fā)展，先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合推動(dòng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷前進(jìn)。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、微電子技術(shù)、CRT顯示技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表、軟件技術(shù)以及自控理論的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)水平大大提高，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用突飛猛進(jìn)。利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人們可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，完成常規(guī)控制技術(shù)無法完成的任務(wù)，微型計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空航天以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。可以說，21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)獲得重大發(fā)展的時(shí)代，大到載人航天飛船的研制成功，小到日用的家用電器，甚至計(jì)算機(jī)控制的家庭主婦機(jī)器人，到處可見計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展日新月異，作為現(xiàn)代從事工業(yè)控制和智能儀表研究、開發(fā)及使用的技術(shù)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，加快知識(shí)更新的速度，才能適應(yīng)社會(huì)的需要，才能在工業(yè)控制領(lǐng)域里繼續(xù)邀游。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。被控對(duì)象的范圍很廣，包括各行各業(yè)的生產(chǎn)過程、機(jī)械裝置、交通工具、機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表、家庭生活設(shè)施、家用電器和兒童玩具等?？刂颇康目梢允鞘贡豢貙?duì)象的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過程達(dá)到某種要求，也可以是達(dá)到某種最優(yōu)化目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)（通常稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）來實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)控制機(jī)的輸入和輸出時(shí)數(shù)字信號(hào)，而現(xiàn)場(chǎng)采集到得信號(hào)或送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)大多是模擬信號(hào)，因此與常規(guī)的按偏差控制的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要有莫屬轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器這兩個(gè)環(huán)節(jié)。

計(jì)算機(jī)把通過測(cè)量元件、變送單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來的數(shù)字信號(hào)，直接反饋到輸入端與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)要求按偏差進(jìn)行運(yùn)算，所得到數(shù)字量輸出信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控變量穩(wěn)定在設(shè)

定值上。這種系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)硬件指計(jì)算機(jī)本身及外圍設(shè)備。硬件包括計(jì)算機(jī)、過程輸入輸出接口、人機(jī)接口、外部存儲(chǔ)器等。軟件系統(tǒng)是能完成各種功能計(jì)算機(jī)程序的總和，通常包括系統(tǒng)軟件跟應(yīng)用軟件。

（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在這種應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)只承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集跟處理工作，而不直接參與控制。它對(duì)生產(chǎn)過程各種工藝變量進(jìn)行巡回檢測(cè)、處理、記錄及變量的超限報(bào)警，同時(shí)對(duì)這些變量進(jìn)行累計(jì)分析和實(shí)時(shí)分析，得出各種趨勢(shì)分析，為操作人員提供參考。

（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)根據(jù)控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，然后將結(jié)果經(jīng)過過程輸出通道，作用到被控對(duì)象，從而使被控變量符合要求的性能指標(biāo)。與模擬系統(tǒng)不同之處在于，在模擬系統(tǒng)中，信號(hào)的傳送不需要數(shù)字化；而數(shù)字系統(tǒng)必須先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出控制信號(hào)也必須進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后才能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)有較強(qiáng)的計(jì)算能力，所以控制算法的改變很方便。

微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門跨學(xué)科以及應(yīng)用性、技術(shù)性、綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，要求具備較強(qiáng)的自動(dòng)控制理論、微型計(jì)算機(jī)原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。通過學(xué)習(xí)，要求掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理和分析設(shè)計(jì)方法，具備基本的設(shè)計(jì)技能，能夠設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)該課程對(duì)我們工科專業(yè)的學(xué)生是十分重要而有用的。

09熱工(1)班姚躍輝