計算機控制技術實驗報告

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如圖4-1所示，是一個典型的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖，其硬件電路原理及接線圖如圖4-2所示，圖中畫“○”的線需用戶在實驗中自行接好，對象需用戶在運放單元搭接。圖4-1PID控制系統(tǒng)方塊圖圖4-2積分分離法PID控制實驗線路圖控制計算機的“OUT1”表示386EX內部1＃定時器的輸出端，定時器輸出的方波周期＝定時器時常，“IRQ7”表示386EX內部主片8259的7號中斷，用作采樣中斷，“DIN0”表示386EX的I/O管腳P1.0，在這里作為輸入管腳用來檢測信號是否同步。這里，系統(tǒng)偏差信號E通過模數(shù)轉換單元“IN7”端輸入，控制機的定時器作為基準時鐘（初始化為10ms），定時中斷采集“IN7”端的信號E，并進行PID計算，得到相應的控制量，再把控制量送到數(shù)模轉換單元，由“OUT1”端輸出相應的模擬信號，來控制對象系統(tǒng)。圖4-3是積分分離法PID控制程序流程圖。圖4-3積分分離法PID控制程序流程圖五、實驗步驟1．根據(jù)參考流程圖4-3編寫實驗程序，檢查無誤后編譯、鏈接。2．按照實驗線路圖4-2接線，檢查無誤后開啟設備電源。3．調節(jié)信號源中的電位器及撥動開關，使信號源輸出幅值為2V、周期6S的方波。確定系統(tǒng)的采樣周期以及積分分離值。4．裝載程序，將全局變量TK（采樣周期）、EI（積分分離值）、KP（比例系數(shù)）、TI（積分系數(shù)）和TD（微分系數(shù)）加入變量監(jiān)視，以便實驗過程中觀察和修改。5．運行程序，將積分分離值設為最大值7FH（相當于沒有引入積分分離），用示波器分別觀測輸入端R和輸出端C。6．如果系統(tǒng)性能不滿意，用湊試法修改PID參數(shù)，直到響應曲線滿意，并記錄響應曲線的超調量和過渡時間。7．修改積分分離值為20H，記錄此時響應曲線的超調量和過渡時間，并和未引入積分分離值時的響應曲線進行比較。8．將第6和第7步驟中較滿意的響應曲線記錄下來。六．實驗結果采樣周期TK=05H；比例系數(shù)KP=6100H;積分系數(shù)TI=0018H ;微分系數(shù)TD=000BH。未引入積分分離值的響應曲線（即EI（積分分離值）=7FH時）：積分分離值為20H時的響應曲線：由得到的實驗結果可以看到，引入積分分離法后，降低了系統(tǒng)輸出的超調量，并縮短了調節(jié)時間。積分分離值為10H時的響應曲線：實驗五直流電機閉環(huán)調速控制系統(tǒng)設計和實現(xiàn)一、實驗目的1．了解閉環(huán)調速控制系統(tǒng)的構成。2．熟悉PID控制規(guī)律與算法實現(xiàn)。二、實驗設備PC機一臺，TD-ACC+實驗系統(tǒng)一套，i386EX系統(tǒng)板一塊。三、實驗內容典型的直流電機調速實驗的系統(tǒng)方框圖如圖11-1所示：圖11-1典型的直流電機調速實驗的系統(tǒng)方框圖根據(jù)系統(tǒng)方框圖，直流電機閉環(huán)調速控制系統(tǒng)實驗線路圖設計如圖11-2所示，實驗中將圖中畫“○”的線接好。控制機算機的“DOUT0”表示386EX的I/O管腳P2.0，輸出PWM脈沖經(jīng)驅動后控制直流電機，“IRQ7”表示386EX內部主片8259的7號中斷，用作測速中斷。圖11-2直流電機閉環(huán)調速控制系統(tǒng)實驗線路圖實驗中，用系統(tǒng)的數(shù)字量輸出端口“DOUT0”來模擬產生PMW脈寬調制信號，構成系統(tǒng)的控制量，經(jīng)驅動電路驅動后控制電機運轉?；魻枩y速元件輸出的脈沖信號記錄電機轉速構成反饋量。在參數(shù)給定情況下，經(jīng)PID運算，電機可在控制量作用下，按給定轉速閉環(huán)運轉。系統(tǒng)定時器定時1ms，作為系統(tǒng)采樣基準時鐘；測速中斷用于測量電機轉速。圖11-3直流電機閉環(huán)調速控制系統(tǒng)程序流程圖四、實驗步驟1．參照圖11-3的程序流程圖，其中的PID子程序采用積分分離法PID，編寫實驗程序，編譯、鏈接。2．按圖11-2接線，