計(jì)算機(jī)控制(爐溫控制)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、奶京交通又承計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：爐溫控制實(shí)驗(yàn)姓名：班級(jí)：任課教師：完成時(shí)間：2012年04月01日實(shí)驗(yàn)一.爐溫控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .了解溫度控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。2 .研究采樣周期T對(duì)系統(tǒng)特性的影響。3 .研究大時(shí)間常數(shù)系統(tǒng)PID控制器的參數(shù)的整定方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. EL-AT-III型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2. PC十算機(jī)一臺(tái)3. 爐溫控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象一臺(tái)三、爐溫控制的基本原理1 .系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示于圖11。R(t)圖11系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中Gc(s)=Kp(1+Ki/s+Kds)Ghi(s)=(1-e-TS)/sGp(s)=1/(Ts+1)2 .系統(tǒng)的基本工作原理A/D&D/A卡組成，主

2、要完成溫度采整個(gè)爐溫控制系統(tǒng)由兩大部分組成，第一部分由計(jì)算機(jī)和集、PID運(yùn)算、產(chǎn)生控制可控硅的觸發(fā)脈沖，第二部分由傳感器信號(hào)放大，同步脈沖形成，以及觸發(fā)脈沖放大等組成。爐溫控制的基本原理是：改變可控硅的導(dǎo)通角即改變電熱爐加熱絲兩端的有效電壓，有效電壓的可在0140V內(nèi)變化?？煽毓璧膶?dǎo)通角為05CH溫度傳感是通過(guò)一只熱敏電阻及其放大電路組成的，溫度越高其輸出電壓越小。外部LED丁的亮滅表示可控硅的導(dǎo)通與閉合的占空比時(shí)間，如果爐溫溫度低于設(shè)定值則可控硅導(dǎo)通，系統(tǒng)加熱，否則系統(tǒng)停止加熱，爐溫自然冷卻到設(shè)定值。第二部分電路原理圖見(jiàn)附錄一。3.PID遞推算法：如果PID調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)為e(t),其輸送信

3、號(hào)為u(t),則離散的遞推算法如下：Uk=Kpek+Kiek2+Kd(ek-ek-1),其中ek2是誤差累積和。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1 .設(shè)定爐子的溫度在一恒定值。2 .調(diào)整P、I、D各參數(shù)觀察對(duì)其有何影響。五、實(shí)驗(yàn)步驟1 .啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，雙擊桌面“計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)”快捷方式，運(yùn)行軟件。2 .測(cè)試計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱的通信是否正常，通信正常繼續(xù)。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3 .20芯的扁平電纜連接實(shí)驗(yàn)箱和爐溫控制對(duì)象，檢查無(wú)誤后，接通實(shí)驗(yàn)箱和爐溫控制的電源。(開(kāi)環(huán)控制實(shí)驗(yàn)沒(méi)有做，略)閉環(huán)控制4 .在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的下拉列表中選擇實(shí)驗(yàn)七七、爐溫控制鼠標(biāo)單擊按鈕，彈出實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，選

4、擇PID,在參數(shù)設(shè)置窗口設(shè)置爐溫控制對(duì)象的給定溫度以及Ki、Kp.Kd值，點(diǎn)擊確認(rèn)在觀察窗口觀測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)曲線。測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間Ts和超調(diào)量四入5 .重復(fù)步驟6,改變PID參數(shù)，觀測(cè)波形的變化，記入下表中:（設(shè)定的爐溫初始值為50C）性能指標(biāo)參數(shù)階躍響應(yīng)曲線8%Tp（秒）Ts（秒）KpKiKd見(jiàn)卜力圖44%見(jiàn)卜力圖40%見(jiàn)卜力圖38%見(jiàn)卜力圖8%六、溫度控制軟件流程圖（圖中ek為誤差，ek1為上一次的誤差，ek2為誤差的累積和，uk是控制量，可控硅導(dǎo)通角控制量a=05bH,a=0導(dǎo)通角最大，=5b導(dǎo)通角為零。）七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與截圖ogtg4Se6gAO0tixz匕射，uXX八、實(shí)驗(yàn)感想與總結(jié)在這次計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，還是收獲頗多的，最主要的就是能夠以實(shí)物（溫控爐）的形式，將PID理論知識(shí)中的各個(gè)參數(shù)，通過(guò)不斷的調(diào)節(jié)，達(dá)到很好地控制爐溫的目的，最終使各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到最佳，從而對(duì)理論知識(shí)有了直觀的理解。其實(shí)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還算是比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的導(dǎo)線與硬件連接，只是對(duì)軟件部分的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，一開(kāi)始沒(méi)有調(diào)節(jié)任何參數(shù)，只是用的系統(tǒng)自動(dòng)給出的參數(shù)Kp=Ki=Kd=S行實(shí)驗(yàn),得到結(jié)果還算可以，只是超調(diào)量太大，后來(lái)通過(guò)不斷調(diào)試參數(shù)，終于降低了超調(diào)量，但是可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)間增大了許多，不過(guò)還是可以接受的，我想這既是控制系統(tǒng)中各項(xiàng)指標(biāo)相互