第一次实验东南大学-控制技术与系统实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过一系列基础控制技术的实践操作，使学生掌握以下内容：1. 控制系统的基本组成与工作原理；2. 控制系统的基本分析方法；3. 控制系统的设计与调试方法；4. 掌握控制工程实验仪器的使用方法。

二、实验原理控制技术是研究如何使系统按照预期目标进行工作的科学。

控制系统的基本组成包括：被控对象、控制器、执行机构和反馈环节。

控制器根据反馈信号与设定值的偏差，对执行机构进行控制，使被控对象的输出值稳定在设定值附近。

控制系统的分析方法主要包括时域分析、频域分析和根轨迹分析。

时域分析主要研究系统的稳定性、动态性能和稳态性能；频域分析主要研究系统的频率响应特性；根轨迹分析主要研究系统参数变化对系统性能的影响。

控制系统设计的主要方法有：PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

PID控制是最常用的控制方法，通过调节比例、积分和微分三个参数来控制系统的动态性能和稳态性能。

三、实验仪器与设备1. 控制工程实验仪；2. 计算机；3. 信号发生器；4. 数据采集卡；5. 实验指导书。

四、实验内容1. 控制系统时域分析实验目的：研究二阶系统特征参数对系统的动态性能和稳定性的影响。

实验步骤：（1）搭建实验电路，包括被控对象、控制器和反馈环节；（2）通过信号发生器输入阶跃信号，采集系统的输出信号；（3）利用计算机软件分析系统的动态性能和稳态性能。

2. 控制系统频域分析实验目的：研究系统的频率响应特性。

实验步骤：（1）搭建实验电路，包括被控对象、控制器和反馈环节；（2）利用信号发生器输入不同频率的正弦信号，采集系统的输出信号；（3）利用计算机软件分析系统的频率响应特性。

3. PID控制实验目的：掌握PID控制原理，并通过实验验证其性能。

实验步骤：（1）搭建实验电路，包括被控对象、控制器和反馈环节；（2）利用计算机软件设置PID参数，实现系统的控制；（3）观察系统输出信号，分析PID控制的效果。

4. 模糊控制实验目的：掌握模糊控制原理，并通过实验验证其性能。

传感器第一次实验试验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一． 实验目的了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。

二． 基本原理电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。

金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。

电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。

单臂电桥输出电压 1/4o U EK ε=，其中K 为应变灵敏系数，/L L ε=∆为电阻丝长度相对变化。

三． 实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。

四． 实验步骤1. 根据接线示意图安装接线。

2. 放大器输出调零。

3. 电桥调零。

4. 应变片单臂电桥实验。

测得数据如下： 重量（g ） 0 20 40 60 80 100 120 140 电压（mv ）3.57.211.316.020.724.728.833.5实验曲线如下所示：分析：由图可以看出，输出电压与加载的重量成线性关系，由于一开始调零不好，致使曲线没有经过原点，往上偏离了一段距离。

5. 根据表中数据计算系统的灵敏度/S U W =∆∆（U ∆为输出电压变化量，W ∆为重量变化量）和非线性误差/100%m yFS δ=∆⨯，式中m ∆为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差；yFS 为满量程输出平均值，此处为140g 。

U ∆=30mv ， W ∆=140g ， 所以 30/1400.2143/S mv g == m ∆=1.9768g ， yFS =140g ， 所以 1.9768/140100% 1.41%δ=⨯=6. 利用虚拟仪器进行测量。

测得数据如下表所示： 重量（g ） 0 20 40 60 80 100 120 140 电压（mv ）0.75.09.513.918.723.428.332.9相应的曲线如下：五． 思考题单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片；（3）正、负应变片均可以。

实验八：抽样定理实验（PAM ）一．实验目的：1. 掌握抽样定理的概念2. 掌握模拟信号抽样与还原的原理和实现方法。

3. 了解模拟信号抽样过程的频谱 二．实验内容：1.采用不同频率的方波对同一模拟信号抽样并还原，观测并比较抽样信号及还原信号的波形和频谱。

2. 采用同一频率但不同占空比的方波对同一模拟信号抽样并还原，观测并比较抽样信号及还原信号的波形和频谱 三．实验步骤：1. 将信号源模块、模拟信号数字化模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。

2. 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，在分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。

3. 信号源模块调节“2K 调幅”旋转电位器，是“2K 正弦基波”输出幅度为3V 左右。

4. 实验连线5. 不同频率方波抽样6. 同频率但不同占空比方波抽样7. 模拟语音信号抽样与还原 四．实验现象及结果分析：1.固定占空比为50%的、不同频率的方波抽样的输出时域波形和频谱： (1) 抽样方波频率为4KHz 的“PAM 输出点”时域波形：抽样方波频率为4KHz 时的频谱：50K…………PAM 输出波形输入波形分析：理想抽样时，此处的抽样方波为抽样脉冲，则理想抽样下的抽样信号的频谱应该是无穷多个原信号频谱的叠加，周期为抽样频率；但是由于实际中难以实现理想抽样，即抽样方波存在占空比（其频谱是一个Sa()函数），对抽样频谱存在影响，所以实际中的抽样信号频谱随着频率的增大幅度上整体呈现减小的趋势，如上面实验频谱所示。

仔细观察上图可发现，某些高频分量大于低频分量，这是由于采样频率为4KHz ，正好等于奈奎斯特采样频率，频谱会在某些地方产生混叠。

(2) 抽样方波频率为8KHz 时的“PAM 输出点”时域波形：2KHz6K 10K 14K输入波形PAM 输出波形抽样方波为8KHz 时的频谱：分析：当采样频率为8KHz 时，频谱如上图所示，已抽样信号的频谱有无穷多个原始信号频谱叠加而成，周期为采样频率8KHz ，由于此时采样频率>>那奎斯特速率，故没有混叠。

信源编译码实验抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的模拟信号进行抽样，且抽样速率达到一定的数值时，那么根据这些抽样值就可以准确地还原信号。

也就是说传输模拟信号的采样值就可以实现模拟信号的准确传输。

电路图可以看出，抽样脉冲先对原始信号进行自然或者平顶抽样，将得到的抽样信号进行传输到接收端，接收端进行滤波即可恢复到原始波形，但是要注意，满足抽样脉冲的频率大于等于原始信号的两倍才可以准确恢复。

5.2自然抽样验证各参数的设置如下：信号类型频率幅度占空比原始信号2000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/82K正弦波3K 2K 1.5倍抽样脉冲2K正弦波4K 2K 2倍抽样脉冲2K正弦波8K 2K 4倍抽样脉冲2K正弦波16K 2K 8倍抽样脉冲出，当抽样脉冲频率小于4k取样信号的频谱发生混叠，无法准确的恢复出原始信号，但是当频率大于4k时将不会发生混叠，随着频率增大，恢复的越来越好。

1K三角波16K 2K 复杂信号恢复1K三角波16K 6K 复杂信号恢复频率才可以较准确的恢复出原始信号，当然还会有混叠，所以无法真正的恢复出原始信号。

从中可以看出，虽然恢复出了原始信号，但是仍有一定的失真。

从频谱图也可以看出，出现一定的混叠。

5.3频谱混叠现象验证设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K信号类型频率幅度占空比原始信号1000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/8使用示波器观测原始信号3P2，恢复后信号6P4。

当3P2为6k时，记录恢复信号波形及频率；当3P2为7k时，记录恢复信号波形及频率；记录3P2为不同情况下，信号的波形，6k 2k原始信号恢复信号7k 2K2k低通滤波器之后，高频分量被去掉，所以基本恢复为2k正弦波。

但是通频带之内仍然有低频的杂波分量，所以信号的毛刺比较明显。

5.4抽样脉冲占空比恢复信号影响设置原始信号为：“正弦”，1000hz ，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz ，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K 信号类型 频率 幅度 占空比 原始信号 1000Hz 20 / 抽样信号 8000Hz / 4/8 维持原始信号不变，不断改变占空比记录波形如下：占空比 第一个零点1/864k2/832k4/816k从图中可以看出，第一个过零点的值为抽样频率乘以占空比的倒数，也就是说当占空比增大时，第一个过零点的值逐渐减小，另外占空比越大，恢复的信号幅度越大，这是因为占空比越大使得发送的信号功率越大。

信源编译码实验抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的模拟信号进行抽样，且抽样速率达到一定的数值时，那么根据这些抽样值就可以准确地还原信号。

也就是说传输模拟信号的采样值就可以实现模拟信号的准确传输。

电路图可以看出，抽样脉冲先对原始信号进行自然或者平顶抽样，将得到的抽样信号进行传输到接收端，接收端进行滤波即可恢复到原始波形，但是要注意，满足抽样脉冲的频率大于等于原始信号的两倍才可以准确恢复。

自然抽样验证信号类型频率幅度占空比原始信号2000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/82K正弦波3K 2K 倍抽样脉冲2K正弦波4K 2K 2倍抽样脉冲2K正弦波8K 2K 4倍抽样脉冲2K正弦波16K 2K 8倍抽样脉冲当抽样脉冲频率小于4k取样信号的频谱发生混叠，无法准确的恢复出原始信号，但是当频率大于4k时将不会发生混叠，随着频率增大，恢复的越来越好。

1K三角波16K 2K 复杂信号恢复1K三角波16K 6K 复杂信号恢复率才可以较准确的恢复出原始信号，当然还会有混叠，所以无法真正的恢复出原始信号。

从中可以看出，虽然恢复出了原始信号，但是仍有一定的失真。

从频谱图也可以看出，出现一定的混叠。

频谱混叠现象验证设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K信号类型频率幅度占空比原始信号1000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/8使用示波器观测原始信号3P2，恢复后信号6P4。

当3P2为6k时，记录恢复信号波形及频率；当3P2为7k时，记录恢复信号波形及频率；记录3P2为不同情况下，信号的波形，原始信号恢复信号6k 2k原始信号恢复信号7k 2K2k低通滤波器之后，高频分量被去掉，所以基本恢复为2k正弦波。

但是通频带之内仍然有低频的杂波分量，所以信号的毛刺比较明显。

抽样脉冲占空比恢复信号影响设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K信号类型频率幅度占空比原始信号1000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/8维持原始信号不变，不断改变占空比记录波形如下：占空比第一个零点1/8 64k2/8 32k4/8 16k时，第一个过零点的值逐渐减小，另外占空比越大，恢复的信号幅度越大，这是因为占空比越大使得发送的信号功率越大。

数字逻辑电路实验第1次实验报告实验题目发光二极管的点亮与熄灭等实验日期2017.11.1实验1-1一、实验题目发光二极管的点亮与熄灭：分别用高电平和低电平点亮发光二极管，画出电原理图，实验验证（拨动开关点亮或者熄灭）；二、实验原理实验目的：分别用高电平低电平点亮发光二极管。

设计思路：高电平点亮时，二极管正极接高电平，负极接地，串联500Ω保护电阻。

低电平点亮时，二极管正极接地，负极接低电平，串联500Ω保护电阻。

三、设计过程用Multisim仿真结果（高电平点亮）。

用Multisim 仿真结果（低电平点亮）及电路实现。

四、测试方法及测试结果连接电路如上图，闭合开关，二极管亮。

断开开关，二极管灭。

五、实验结论二极管在高电平及低电平下均能被点亮，二极管正极要接电压相对高的一极。

如：高电平点亮正极接高电平，低电平点亮正极接地。

实验1-2一、实验题目在一个数码管上显示0~9二、实验原理该数码管为共阴极数码管，输入高电平则点亮相应的笔画。

数码管上的a,b,c,d,e,f,g分别控制数码管7个笔画，通过控制a,b,c,d,e,f,g7个引脚的输入，从而控制显示0~9 10个数字。

三、设计过程将SM4205共阴极数码管的引脚分别于7个开关串联，再分别接到高电平。

在干路上连100Ω的保护电阻。

四、测试方法及测试结果将数码管的a,b,c,d,e,f,g引脚分别接到pocketlab的0,1,2,3,4,5,6口，将状态设置为输出，控制7个开关，使数码管显示出0~9 10个数字。

五、实验结论在刚开始设计时，我使用了7448译码器，设计电路如下图S1,S2,S3,S4分别表示从二进制的低位到高位。

仿真成功，但是在实际验证的过程中，按照仿真电路连接后，拨动S1，S2，S3，S4开关，数码管没有变化，仍然为0。

反复检查后，分析可能是刚开始未加保护电阻损坏了7448。

于是我放弃了7448，改用7个开关控制7段笔画，得到了如上的实验结果。

《单片机应用系统设计》实验报告姓名：王璞学号：22012313院系：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器实验室：机械楼5楼同组人员：全轶先评定成绩：审阅教师：软件实验一数据传送实验一、实验目的1、熟悉单片机仿真开发器的使用；2、掌握编程方法；3、掌握8051内部RAM的数据操作二、实验内容内部RAM 40H~4FH单元置数A0H~AFH，然后将40H~4FH单元内容送到内部RAM50H~5FH 单元中。

编辑、编译、运行程序，检查内部RAM中的结果。

三、实验程序ORG 0000HRESET: AJMP MAINORG 003FHMAIN: MOV R0,#40HMOV R2,#10HMOV A,#0A0HA1: MOV @R0,AINC R0INC ADJNZ R2,A1MOV R0,#40HMOV R1,#50HMOV R2,#10HA2: MOV A,@R0MOV @R1,AINC R0INC R1DJNZ R2,A2A3: SJMP A3四、实验结果实验显示RAM的40H~4FH以及50H~5FH的内容都为A0H~AFH。

五、实验提高修改程序：将所置的数改为00H~1FH，置数单元和传送单元分别改为内部RAM的40H~5FH、60H~7FH。

ORG 0000HRESET: AJMP MAINORG 003FHMAIN: MOV R0,#40HMOV R2,#20HMOV A,#00HA1: MOV @R0,AINC R0INC ADJNZ R2,A1MOV R0,#40HMOV R1,#60HMOV R2,#20HA2: MOV A,@R0MOV @R1,AINC R0INC R1DJNZ R2,A2A3: SJMP A3六、实验思考因为是第一次用伟福单片机系统，来进行软件实验，在准备方面不够充分，但第一次的实验让我熟悉了伟福单片机系统，了解了在仿真器中查看寄存器内容变化的方法，掌握了51单片机内部RAM寻址方式：立即数寻址、寄存器寻址等。

东南大学过程控制实验报告一标题：东南大学过程控制实验报告一一、实验目标本次实验的主要目标是深入理解过程控制的理论知识，掌握工业过程控制的实际操作技巧，通过实验操作对过程控制有更直观、深入的理解。

我们将使用东南大学的先进过程控制实验平台，模拟实际工业过程，通过实验设备的操作，观察过程控制的效果，并进行分析和优化。

二、实验原理过程控制是工业生产中的重要环节，其实验原理主要是通过反馈控制理论，利用测量变量与设定值之间的偏差，通过控制器对被控对象进行调节，使得实际输出接近设定值。

实验中我们将应用比例、积分、微分三种基本的控制算法，理解“调节过程”的本质。

三、实验步骤与操作1、实验设备的准备：检查实验设备是否正常运行，对实验设备进行初步的调试。

2、设定值的设定：根据实验要求，设定合适的设定值，并通过控制器进行输入。

3、数据采集：通过数据采集系统，实时记录实验过程中的各项数据。

4、调节操作：根据实时数据反馈，进行必要的调节操作。

5、数据处理与分析：实验结束后，对采集的数据进行整理、分析，理解控制过程中的各项参数对控制效果的影响。

四、实验结果与数据分析在实验过程中，我们观察并记录了各种不同控制参数下的过程控制效果，得到了丰富的数据。

通过对这些数据的分析，我们发现，控制参数的设定对控制效果有显著影响。

适当的比例、积分、微分参数能够有效地减小设定值与实际输出之间的偏差，提高控制质量。

五、结论与展望通过本次实验，我们深入理解了过程控制的原理与操作方法，掌握了比例、积分、微分等控制算法的应用。

实验结果表明，合理的控制参数设定对于提高控制质量具有重要意义。

未来，我们可以进一步研究先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，以进一步提高控制效果，为工业生产提供更强大、更精准的控制工具。

六、实验反思与建议在实验过程中，我们发现实验的步骤和操作需要高度的细心和耐心，任何错误的操作都可能影响实验结果。

对于控制参数的调整也需要有一定的理论基础和实践经验。

Mechanical MeasurementsSound acquisition and shaft vibrationanalysis学号学生姓名指导教师课程：机械工程测试与控制技术Ⅱ时间：2015 年 6 月 19日摘要：本项目设计围绕课程讲授的动态信号的采集、分析与处理的基本原理与方法进行,主要是信号仿真、采集与分析处理。

运用信号的分析与处理等测试技术相关知识，借助Matlab 软件，利用傅里叶变换等手段，对采集信号进行数学处理并做时域和频域分析，了解不同信号的特征：1）根据谱图辨别不同人的声音 2）分析零件的故障关键词：信号；频谱分析；声音；轴承故障Abstract：This project design around the course teaching of dynamic signal acquisition, analysis and processing, the basic principle and method of mainly signal simulation, acquisition and analysis. Testing technology such as the use of signal analysis and processing related knowledge, with the aid of Matlab software, utilizing the means such as Fourier transform, the collected signal mathematical processing and time domain and frequency domain analysis, understand the characteristics of the different signal: 1) according to different voice spectrum diagram to identify 2) analysis of parts failureKey words：Signal; Spectrum Analysis; V oice; Bearing fault1.引言测试是具有试验性质的测量，可以理解为测量与试验的综合。

东南大学自动化学院实验报告课程名称：自动控制基础实验名称：自动控制大型实验院（系）：自动化学院专业：自动化姓名：学号：实验室：实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：一． 设计内容1、 任务要求（1） 给小型直流电机系统或球式磁悬浮系统,设计完整的闭环控制系统,采用极点配置的现代理论控制方式, 可以借助Simulink 软件设计控制器算法，使系统满足给定的性能指标。

（2） 系统要准确建模。

（3） 要实物框图，要有Simulink 仿真框图和设计计算。

（4） 实物当面验收和实验报告。

（5） 时间约10学时，即一周内完成。

2、 性能指标 （1） 无静态误差（2） 电机相应时间 < ０．３秒 （3） 磁悬浮响应时间 < ０．８秒 （4） 超调量 < ２０％二． 熟悉环境1、 电机组（1） 电机的工作原理电磁力定律和电磁感应定律。

直流电动机利用电磁力定律产生力合转矩。

直流发电机利用电磁感应定律产生电势。

电动机包含三部分：固定的磁极、电枢、换向片和电刷。

只要维持电动机连续旋转，保证电磁转矩的方向不变，才能维持电动机不停地转动。

实现上述现象的方法是导体转换磁极时，导体的电流方向必须相应的改变。

而换向片和电刷就是实现转换电流方向的机械装置。

改变电刷A 、B 上电源的极性，也就改变了电机转动的方向。

这就是正转反转的原理（2） 转矩平衡方程0()()()()()()()()()()()t a a e c a a a a a a dwT T T J em L dt T t K I t emE t K w t dw t T t J T t emdt dI t U t L R I t E t dt =++===+=++T em 是电枢转子受到的电磁转矩，0T 是电机本身的阻转矩，T L是电动机的负载转矩，dwJdt是负载折算到转子本身的转动惯量乘以转子的转速。

电机存在死区可以这样理解，死区主要由摩擦产生，开始时Tem要克服0T 带来的转矩，所以电机在死区范围内，能量都消耗在阻力上。

《微机实验及课程设计》实验报告实验一汇编语言与程序调试基础姓名：谢雨蒙学号： ******** 专业：仪器科学与工程学院实验室：计算机硬件技术实验时间： 2013年04月17日报告时间： 2013年04月24日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1、了解命令行操作基本方式和基本命令，掌握PC环境下命令行方式的特点2、掌握汇编语言程序指令编辑、宏汇编、连接和运行的基本概念3、熟练掌握动态调试程序TD的常用命令和窗口功能，学会用TD调试程序，修改环境4、学会利用DEBUG或TD检查认识指令功能的正确方法二、实验内容1、必做内容（1）要求计算两个多字节十六进制数之差：3B74AC60F8-20D59E36C1=?式中被减数和减数为5个字节，存放在DATA1和DATA2的内存区，低位在前，高位在后。

试编写减法的程序段，要求相减的结果存放在首址为DATA3的内存区。

（2）以BUFFER为首地址的内存区存放了10个十六位带符号数，编写程序比较它们的大小，找出其中最小的带符号数，存入MIN和MIN+1单元。

2、选做内容（1）两个字符串的长度均为10，首地址分别为STRING1和STRING2，比较两个字符串是否完全相同，如果相同，将BL寄存器置为00H；如果不完全相同，将BL寄存器置为FFH，并将第一个字符串中的第一个不相同字符的地址放在SI寄存器中。

三、实验原理1、实验基本步骤（1）用任意一种文本编辑器（EDIT、NOTEPAD、UltraEDIT等）建立编辑汇编源程序，并将其保存为文件名.asm文件，将其放入带汇编工具的文件夹中（d:\tasm）。

注：文件名不要起的过长，在连接时可能会出现can’t find file的问题。

（2）开始菜单，点运行条目，打入cmd命令进入DOS调试环境。

（3）进入该文件夹(cd d:\tasm) ，键入如下命令开始编辑程序：d:\zxj>edit 文件名.asm（4）将程序保存后返回DOS进行汇编，键入如下命令：d:\zxj>tasm 文件名.asm如果汇编通过，进行下一步，如果出现error，返回3步骤，根据错误的行数进行修改，然后重新汇编，直到不产生error为止。

电路实验实验报告第二次实验实验名称：弱电实验院系：信息科学与工程学院专业：信息工程：学号：实验时间：年月日实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理一、仿真实验1.电容伏安特性实验电路：图1-1 电容伏安特性实验电路波形图：图1-2 电容电压电流波形图思考题：请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。

解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π，()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=；()mA wt RU I I R R C sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dtdu CCsin 206.0= dtdu CI CC ≈⇒且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。

2.电感伏安特性实验电路：图1-3 电感伏安特性实验电路波形图：图1-4 电感电压电流波形图思考题：1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。

对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。

2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。

解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=； ()mA wt RU I I R R L sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mV wt dtdi LLcos 7.2= dtdi LU LL ≈⇒且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。

二、硬件实验1.恒压源特性验证表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压2.电容的伏安特性测量图1-5 电容电压电流波形图3.电感的伏安特性测量图1-6 电感电压电流波形图4.基尔霍夫定律验证表1-2 基尔霍夫验证电路思考题：1.根据实验数据，选定节点，验证KCL 的正确性。

东南大学自动化学院实验报告课程名称:计算机控制技术第 1 次实验实验名称:A/D与D/A转换实验院(系:自动化学院专业:自动化姓名:唐迪锋学号:08013324实验室:实验组别:同组人员:实验时间:2016 年 3 月25 日评定成绩:审阅教师:目录一.实验目的 (3二.实验设备 (3三.实验原理 (3四.实验步骤 (5五.实验记录 (5一、实验目的1、通过编程熟悉VC++的Win32 Console Application的编程环境;2、通过编程熟悉PCI-1711数据采集卡的数据输入输出;3、了解采集卡AD转换芯片的转换性能;4、通过实验了解字节数与二进制数的转换。

二、实验设备1.THBDC-1型控制理论·计算机控制技术实验平台2.PCI-1711数据采集卡一块3.PC机1台(安装软件“VC++”及“THJK_Server”三、实验原理1.数据采集卡PCI-1711是输入功能强大的低成本多功能PCI总线卡。

特点:16路单端模拟量输入12位A/D转换器,采样速率可达100KHz每个输入通道的增益可编程自动通道/增益扫描卡上1K采样FIFO缓冲器2路12位模拟量输出(仅PCI-171116路数字量输入及16路数字量输出可编程触发器/定时器图1-1 PCI-1711卡管脚图2. ADDA转换原理该卡在进行A/D转换实验时,输入电压与二进制的对应关系为:-10~10V对应为0~4095(A/D转换精度为12位。

详细编程说明见“PCI-1711数据采集卡驱动函数说明.doc”文档。

四、实验步骤1、仔细阅读“PCI-1711数据采集卡驱动函数说明.doc”文档。

2、将实验台上的“阶跃信号发生器”的输出端通过导线与PCI-1711数据采集接口的AD1通道输入端相连,同时将PCI-1711数据采集接口的AD1通道通过导线与实验平台上的交直流数字电压表(选取直流档的输入端相连;3、打开ADDA实验VC++程序文件夹,打开.dsw工程文件,添加缺少的main函数(主程序,编程实现以下功能:在运行程序后的DOS界面上应显示AD第一通道输入值,同时并显示出转换后对应的以十进制存放的二进制码,并将其转换为二进制码;在程序中使用输出函数通过DA1通道输出一个0~10V的电压(PCI-1711卡无法输出负电压,然后使用THBDC-1型实验平台上的直流数字电压表进行测量,并确认输出值是否正确。

东南大学自动化学院实验报告课程名称：过程控制第一次实验实验名称：被控过程的认识实验院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号：同组人员：实验时间：2017 年 4 月9 日评定成绩：审阅教师：目录一．实验目的 (3)二．实验内容 (3)三．实验步骤 (4)四．实验现象 (4)五．思考题 (11)一、实验目的1、了解被控过程系统的组成；2、熟悉过程控制教学装置的设备和管线；3、掌握过程控制系统的理论建模方法。

二、实验内容以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。

这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。

表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。

通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。

一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式。

在利用HGK-1过程控制实验装置进行各实验项目后，可掌握下列内容：1、测定控制对象特性的方法；2、熟悉自动化仪表的使用方法；3、掌握单回路控制系统的组成及其参数整定；4、掌握复杂控制回路系统的组成及其参数整定；5、理解控制参数对控制系统品质指标的影响；6、学习过程控制系统的设计、计算、分析、接线、投运等综合能力；在利用本实验装置进行各实验项目后，可达到下列基本要求和目标：1、明确实验任务；2、提出实验方案；3、完成实验工作。

本实验教学装置的实验电气接线图如图1所示。

.图1 实验电气接线图三、实验步骤1、绘制实验装置电器及设备分布图；2、绘制电器接线图及电路原理图；按照实验流程图配管，并完成仪表配线；3、了解实验装置中的对象，水泵、变频器和所用仪表的名称、作用及其所在的位置。

以便于在实验中对仪表进行操作和观察；4、熟悉实验装置面板图，要求做到：由面板上的每只仪表的图形、文字符号能准确地找到该仪表的实际位置；5、熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。

四、实验现象1、实验装置及设备分布图图4.1 液位控制系统本系统包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器和操作面板等。

Matlab 在自动控制原理中的应用目录一、实验目的 (3)二、预习要求 (3)三、实验内容 (3)四、实验总结 (14)一、实验目的：1．学习系统数学模型的多种表达方法，并会用函数相互转换。

2．学习模型串并联及反馈连接后的系统传递函数。

3．掌握系统BODE图，根轨迹图及奈奎斯特曲线的绘制方法。

并利用其对系统进行分析。

4．掌握系统时域仿真的方法，并利用其对系统进行分析。

二、预习要求：借阅相关Matlab/Simulink参考书，熟悉能解决题目问题的相关Matlab函数。

三、实验内容：1．已知H（s）=0.051(0.21)(0.11)ss s+++，求H（s）的零极点表达式和状态空间表达式。

答：（1）零极点表达式：>> num=[0.05 1];den=conv([0.2 1],[0.1 1]); sys1=tf(num,den)sys2=zpk(sys1)sys1 =0.05 s + 1--------------------0.02 s^2 + 0.3 s + 1Continuous-time transfer function.sys2 =2.5 (s+20)------------ % 零极点表达式(s+10) (s+5)Continuous-time zero/pole/gain model.状态空间表达式：>> num=[0.05 1];den=conv([0.2 1],[0.1 1]);sys1=tf(num,den);sys3=ss(sys1)sys3 =a =x1 x2x1 -15 -6.25x2 8 0b =u1x1 4x2 0c =x1 x2y1 0.625 1.562d =u1y1 0Continuous-time state-space model.2．已知15()(1)(2)s H s s s s +=++，21()1H s s =+。

（1） 求两模型串联后的系统传递函数。

系统实验(DSP)实验报告一、 实验题目⑴ 图像的锐化处理（高通滤波处理）处理模板如下：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--+--=004100αααααM 25.0=α 对应数学表达式：()[])1,(),1()1,(),1(),(41),(++++-+--+=y x f y x f y x f y x f y x f y x g αα⑵ 图像的边缘检测方向方向和y x 的梯度分别为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=∆10110110131xf ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=∆11100011131y f 总梯度幅度yx f f f ∆+∆=∆[,1(),1()1,1()1,1(),1()1,1(||31-------+++++-+=∆yx f y x f y x f y x f y x f y x f fx[,1()1,()1,1()1,1()1,()1,1(||31+-+-+---++-+--=∆yx f y x f y x f y x f y x f y x f f y⎩⎨⎧≥∆=elseT f ify x g 01),(二、 实验原理为了更加通俗地描述图像处理方法，这里引入模板的概念。

模板就是一个矩阵，模板大小通常为2⨯2、3⨯3，模板也好比一个窗口，将模板窗口覆盖在图像上，窗口覆盖到的象素就是将要处理的象素，而象素所对应的模板矩阵元素的值就是加权值，模板运算就是将模板矩阵元素与对应的象素值相乘并求和。

如下图所示，模板为3⨯3大小，对应到图像上窗口亦为3⨯3大小，窗口中有九个象素与模板相对应。

模板第一行11m 与)1,1(--y x f 、12m 与)1,(-y x f 、13m 与图像模板示意图)1,1(-+y x f 相对应，模板第二、三行依此类推。

根据模板运行规则，3⨯3模板对应的表达式数学为：)1,1()1,()1,1(),1(),(),1()1,1()1,()1,1(),(333231232221131211++⋅++⋅++-⋅++⋅+⋅+-⋅+-+⋅+-⋅+--⋅=y x f m y x f m y x f m y x f m y x f m y x f m y x f m y x f m y x f m y x g⑴、图像的锐化处理锐化式可以用模板表示为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--+--=004100αααααM 对应的数学表达式是：()[])1,(),1()1,(),1(),(41),(++++-+--+=y x f y x f y x f y x f y x f y x g αα⑵、图像的边界检测边界特点：沿边界走向特性变化比较缓慢，垂直于边界走向特性变化比较剧烈。

东南大学PLC实验报告姓名：学号：指导教师：目录实验一Y/△换接启动的模拟控制 (3)实验二装配流水线的模拟控制 (4)实验三轧钢机的模拟控制 (7)实验四交通灯的模拟控制 (11)实验五四节传送带的模拟控制 (14)六心得体会 (18)V2V1W2W1U1U2实验一Y/△换接启动的模拟控制1.1 实验目的用PLC构成Y/△换接启动控制系统1.2 实验内容1．控制要求按下启动按钮SB1,电动机运行，U1，V1，W1亮，表示是Y型启动，2s后，U1，V1，W1灭，，U2，V2，W2亮表示△型启动。

按下停止按扭SB2，电动机停止运行。

2．I/O分配输入输出起动按钮：X0 U1：Y0 U2：Y3停止按钮：X1 V1：Y1 V2：Y4W1：Y2 W2：Y53．按图所示的梯形图输入程序。

4．调试并运行程序。

图2-1 Y/△换接示意图1.3 实验梯形图编程1.4 实验结果当按下启动按钮,电动机Y型运行，U1，V1，W1亮，2s后，U1，V1，W1灭，同时点亮U2，V2，W2表示△型运行。

按下停止按扭，电动机停止运行，所有灯全部熄灭。

再按下启动按钮程序继续。

实验二装配流水线的模拟控制2.1实验目的用PLC构成装配流水线控制系统2.2实验内容1．控制要求起动后，按以下规律显示：D→E→F→G→A→D→E→F→G→B→D→E→F →G→C→D→E→F→G→H→D→E→F→G→A……循环，D、E、F、G分别是用来传送的，A是操作1，B是操作2，C是操作3，H是仓库。

1D AEBHCF2G32．I/O分配输入输出起动按钮：X0 A：Y0 E：Y4复位按钮：X1 B：Y1 F：Y5移位按钮：X2 C：Y2 G：Y6D：Y3 H：Y73．按图所示的梯形图输入程序。

4．调试并运行程序。

图3-1 装配流水线控制示意图2.3 实验梯形图编程2.4 实验结果按下起动按钮后，按以下规律显示：D→E→F→G→A，此时按下移位按钮，则D→E→F→G→B，再按下移位，D→E→F→G→C，最后按移位D→E→F→G →H，表示货物加工完成进入仓库，然后不断循环。