计算机控制综合实验报告

计算机控制工程实验一 实验目的 试验目的：1了解计算机控制系统的基本构成结构和掌握计算机控制系统的原理；熟悉计算机控制系统的设计过程。

2掌握控制器的设计方法；能够利用最小拍有纹波，最小拍无纹波，大林算法，数字PID 四种方法设计数字控制器。

并体会四种算法设计的不同。

比较不同控制器的设计方法的区别，在编程和仿真的过程中，学习MATLAB 软件的使用，通过Matlab 工具仿真控制效果，掌握不同控制器的特点；3 通过本实验积累在具体控制工程中分析与解决具体问题的能力，并熟悉设计控制系统的过程。

4 对仿真结果进行分析，体会不同的设计思想，加深对计算机控制系统设计的理解 二 实验任务 实验对象结构：D(z)是待设计的数字控制器，G(s)是被控对象的连续传递函数，G h (s)是零阶保持器，T 为采样周期G(s)有两种：传函G 1：()Se s G S S s G Tsh --=+=1)(,)2(2传函G 2：()Se s G S e s G Tsh S ---=+=1)(,22 T=0.5 试分别设计控制算法(D(z))使输出Y(t)能够跟踪v(t)参考输入，v （t ）有三种：1单位阶跃 2单位速度3随动信号：设输入信号包含上升、平顶和下降阶段或改用加速度信号设计4种控制器：1数字PID2大林算法3最小拍（最速跟踪） 4最小拍无纹波三 数字控制器的设计、实验设计与仿真结果 1 有纹波的最小拍控制器（1）传函G 1的最小有纹波控制器设计广义对象的Z 传递函数为：故输入阶跃信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计对单位阶跃信号，1=q 所以，因为， 且)('1z F 的首项为1，所以有，)('1z F =1， 即则数字控制器为： 输入阶跃信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计：)368.01)(1()717.01(184.0)2(21)(1111-------+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅-=z z z z s s s e Z z G Ts 11111=-===---j z N M d ，，，)()('1z F z z -=φ)()1()('11z F z z e --=φ01)(deg '1=-+=-m d z F )1()(1--=z z e φ1)(1)(-=-=z z z e φφ)717.01()368.01(43.5)()()(1)(11--+-=⋅=z z z z z G z D eφφ输入阶跃信号时被控对象为G 1(s)的仿真结果：输入速度信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计对单位速度信号，2=q 所以，因为， 且)('1z F 的首项为1，所以有，)('1z F =1， 即则数字控制器为：输入速度信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计:)()('1z F z z -=φ)()1()('121z F z z e --=φ01)(deg '1=-+=-m d z F 21)1()(--=z z e φ212)(1)(---=-=z z z z e φφ)717.01)(1()368.01)(5.01(86.10)()()(1)(1111----+---=⋅=z z z z z z z G z D e φφ输入速度信号时被控对象为G 1(s)的仿真结果：输入随动信号时被控对象为G 1(s)的控制器设计设计的随动信号是有单位速度信号叠加而成的，最高阶次为2，设计的控制器与单位速度信号相同。

计算机控制实验报告班级：自动化08级2班姓名：学号 08实验一基于NI6008的数据采集一、实验目的：理解基本计算机控制系统的组成，学会使用MATLAB和NI6008进行数据采集。

二、实验设备：计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机三、实验内容：（1）使用计算机控制实验箱搭建二阶被控对象，并测试对象特性（2）在Matlab中设计数字PID控制器，对上述对象进行控制四、实验步骤：（1）选择合适的电阻电容，参考如下电路结构图，在计算机控制实验箱上搭建二阶被控对象，使得其被控对象传递函数为图1 电路结构图建议数值：R1=200kΩ，R2=200kΩ,C1=1μＦ，R4=300kΩ, R5=500kΩ，C2=1μＦ.（2）测试NI6008数据通讯卡，确保数据输入输出通道正常。

（如何测试？）将数据采集卡的输入通道AI0的—与输出通道AO0的GND连接，AI的+与AO0连接，给AO0一个电压（1V),观察AI0的输出是否是1V。

如果是，则数据采集卡正常，否则不正常。

（3）使用MATLAB和OPC通讯技术进行数据采集:关于如何在Matlab中读写数据da = opcda(‘localhost’, ‘NI USB-6008.Server’); % 定义服务器connect(da); %连接服务器grp = addgroup(da); %添加OPC 组itmRead = additem(grp,‘Dev1/AI0’); %在组中添加数据项itmWrite = additem(grp,'Dev1/AO0'); %在组中添加数据项r=read(itmRead);y(1)=r.Value; %读取数据项的值Write(itmWrite,1); %向数据项中写值disconnect(da); %断开服务器关于定时器的问题t = timer(‘TimerFcn’,@myread, ‘Period’, 0.5,‘ExecutionMode’,‘fixedRate ’);%定义定时器start(t) %打开定时器out = timerfind; %寻找定时器stop(out); %停止定时器delete(out);%删除定时器（4）编写程序，实现数据的定时采集和显示。

前言本指导书是配合自动化专业本科生专业课《计算机控制技术》的课堂教学而编写的实验教材，通过实验的验证能够使学生了解和掌握计算机控制的硬件技术和软件编程方法。

本书共设计了七大类实验，第一类中包含过程通道和数据采集处理方面的几个内容；第二类为数字PWM 发生器和直流电机调速控制的开环实验；第三类包含几种数字PID闭环控制实验；第四类中有两种数字调节器直接设计方法的实验；第五类是一个温度控制系统；第六类是随动系统实验；第七类是过程控制系统的研究；实验五至实验七的内容是带有被控对象的控制系统。

七个实验的全部学时大于计划学时，教师和学生对所做的实验内容可以选择以满足实验计划学时为准。

通过实验学生巩固了课堂教学的内容，也为今后实际工作打下了一定技术基础。

本指导书由王尚君、毛一心老师共同编写，穆志纯教授进行了严格的审阅工作。

由于计算机性能的快速提高，计算机控制的技术手段也在不断出新，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。

编者2007年10月目录前言 (1)目录 (2)实验一过程通道和数据采集处理 (4)一、输入与输出通道 (4)1. AD 转换实验` (5)2. DA 转换实验` (7)二、信号的采样与保持` (9)1. 零阶保持实验` (9)2. 直线插值实验*` (11)3. 二次曲线插值实验*` (11)三、数字滤波 (15)1. 一阶惯性实验 (16)2. 四点加权实验* (16)实验二开环系统的数字程序控制 (19)数字PWM 发生器和直流电机调速控制 (19)一、实验目的 (19)二、实验内容` (19)三、实验所用仪表及设备 (19)四、实验原理及步骤 (20)五、思考题 (21)六、实验报告内容及要求 (21)实验三数字PID闭环控制 (22)数字PID控制算法 (22)积分分离法PID控制 (23)带死区的PID控制* (27)简易工程法整定PID 参数 (30)扩充临界比例度法 (30)扩充响应曲线法 (32)实验四数字调节器直接设计方法 (36)最小拍控制系统 (36)一、实验目的 (36)二、实验所用仪表及设备` (36)三、实验原理及内容 (36)有纹波最小拍控制系统 (37)无纹波最小拍控制系统 (38)四、实验步骤 (40)五、思考题 (41)六、实验报告内容及要求 (41)实验一过程通道和数据采集处理为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数按要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对生产过程进行控制的量。

一、实训背景随着科学技术的不断发展，计算机技术在各个领域的应用日益广泛。

计算机控制技术作为自动化领域的重要组成部分，其研究与应用对于提高生产效率、降低成本、改善产品品质等方面具有重要意义。

为了使学生深入了解计算机控制技术，提高动手能力，本实训课程以计算机控制技术为核心，通过实际操作，使学生掌握计算机控制系统的设计、调试和实施方法。

二、实训目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机控制系统的设计方法；3. 熟悉计算机控制系统的调试与实施；4. 培养学生团队合作精神和创新意识。

三、实训内容1. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成：（1）被控对象：被控对象是指需要通过计算机控制系统进行控制的设备或过程。

（2）传感器：传感器用于将物理量转换为电信号，以便计算机控制系统进行处理。

（3）控制器：控制器是计算机控制系统的核心，负责接收传感器输入信号，根据预设的控制策略进行计算，并输出控制信号。

（4）执行器：执行器根据控制器输出的控制信号，实现对被控对象的调节。

（5）人机界面：人机界面用于人与计算机控制系统之间的交互，包括操作面板、显示器等。

2. 计算机控制系统的设计方法计算机控制系统的设计主要包括以下几个步骤：（1）系统分析：分析被控对象的特点和需求，确定控制目标。

（2）系统建模：根据被控对象的特点，建立数学模型。

（3）控制器设计：根据数学模型和控制目标，选择合适的控制器类型，并进行参数整定。

（4）系统仿真：在计算机上对控制系统进行仿真，验证系统性能。

（5）系统实施：根据仿真结果，对实际控制系统进行调整和优化。

3. 计算机控制系统的调试与实施计算机控制系统的调试主要包括以下几个方面：（1）硬件调试：检查硬件设备是否正常，包括传感器、控制器、执行器等。

（2）软件调试：检查控制算法是否正确，参数是否合理。

（3）系统联调：将硬件和软件结合起来，进行系统联调，验证系统性能。

计算机控制系统实验报告《计算机控制系统实验报告》一、实验目的本次实验旨在通过搭建计算机控制系统，探究计算机在控制系统中的应用和作用。

通过实际操作，加深对计算机控制系统的理解，提高实践能力。

二、实验内容1. 搭建计算机控制系统的硬件平台，包括计算机、传感器、执行器等设备的连接和配置；2. 编写控制程序，实现对执行器的控制；3. 进行实际控制实验，观察计算机在控制系统中的作用和效果。

三、实验步骤1. 硬件搭建：按照实验指导书上的要求，连接计算机、传感器和执行器，确保硬件平台的正常运行；2. 软件编写：根据实验要求，编写控制程序，包括传感器数据采集、数据处理和执行器控制等部分；3. 实际控制：运行编写好的控制程序，观察执行器的运行情况，记录数据并进行分析。

四、实验结果与分析经过实验操作，我们成功搭建了计算机控制系统，并编写了相应的控制程序。

在实际控制过程中，计算机能够准确、快速地对传感器采集的数据进行处理，并通过执行器实现对系统的控制。

实验结果表明，计算机在控制系统中发挥着重要作用，能够提高系统的稳定性和精度。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机在控制系统中的应用和作用，提高了对计算机控制系统的理解。

实践中，我们也发现了一些问题和不足，需要进一步学习和改进。

总的来说，本次实验对我们的学习和实践能力都有很大的提升。

六、实验感想本次实验让我们深刻感受到了计算机在控制系统中的重要性，也让我们更加坚定了学习和掌握计算机控制技术的决心。

希望通过不断的学习和实践，能够成为优秀的控制工程师，为社会发展做出贡献。

以上就是本次计算机控制系统实验的报告，谢谢阅读。

一、实验目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机控制系统的基本操作和调试方法；3. 通过实验，加深对计算机控制理论的理解和应用。

二、实验仪器1. PC计算机一台；2. 计算机控制系统实验箱一台；3. 传感器、执行器等实验设备。

三、实验内容1. 计算机控制系统组成与原理；2. 传感器信号采集与处理；3. 执行器控制与调节；4. 计算机控制系统调试与优化。

四、实验步骤1. 熟悉实验设备，了解计算机控制系统实验箱的组成及功能；2. 连接实验设备，检查无误后启动实验软件；3. 根据实验要求，进行传感器信号采集与处理；4. 根据实验要求，进行执行器控制与调节；5. 对计算机控制系统进行调试与优化，观察系统响应和性能；6. 记录实验数据，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 计算机控制系统组成与原理实验过程中，我们了解了计算机控制系统的基本组成，包括传感器、控制器、执行器等。

传感器用于采集被控对象的物理量，控制器根据采集到的信号进行计算、处理，然后输出控制信号给执行器，执行器对被控对象进行调节。

2. 传感器信号采集与处理在实验中，我们使用了温度传感器采集环境温度信号。

通过实验，我们掌握了如何将模拟信号转换为数字信号，以及如何对采集到的信号进行滤波处理。

3. 执行器控制与调节实验中，我们使用了继电器作为执行器，根据控制器输出的控制信号进行开关控制。

通过实验，我们学会了如何设置执行器的参数，以及如何对执行器进行调节。

4. 计算机控制系统调试与优化在实验过程中，我们对计算机控制系统进行了调试与优化。

通过调整控制器参数，使得系统在满足控制要求的同时，具有良好的动态性能和稳态性能。

六、实验总结本次实验使我们对计算机控制系统有了更深入的了解，掌握了计算机控制系统的基本原理和操作方法。

通过实验，我们提高了动手能力和实际操作能力，为今后从事相关领域工作奠定了基础。

七、实验报告1. 实验名称：计算机控制系统实验2. 实验日期：XXXX年XX月XX日3. 实验人员：XXX、XXX4. 实验指导教师：XXX5. 实验内容：计算机控制系统组成与原理、传感器信号采集与处理、执行器控制与调节、计算机控制系统调试与优化6. 实验结果与分析：详细描述实验过程中遇到的问题、解决方法及实验结果7. 实验心得体会：总结实验过程中的收获和体会（注：以上实验报告仅供参考，具体实验内容和结果可能因实际情况而有所不同。

计算机控制实验报告实验二数字PID 控制一、实验原理及算法说明：计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。

因此连续PID 控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法。

在计算机PID 控制中，使用的是数字PID 控制器。

按模拟PID 控制算法，以一系列的采样时刻点kT 代表连续时间t ，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，可得离散PID 位置式表达式：∑∑==--++=??--++=kj di p kj DI p Tk e k e k T j e k k e k k e k e T T j e T Tk e k k u 0)1()()()())1()(()()()(式中，D p d Ip i T k k T k k ==,，e 为误差信号，u 为控制信号。

二、实验内容：1、连续系统的数字PID 控制仿真连续系统的数字PID 控制可实现D/A 及A/D 的功能，符合数字实时控制的真实情况，计算机及DSP 的实时PID 控制都属于这种情况。

设被控对象为一个电机模型传递函数BsJss G +=21)(，式中J=0.0067,B=0.1。

输入信号为)2sin(5.0t π，采用PD 控制，其中5.0,20==d p k k 。

采用ODE45方法求解连续被控对象方程。

因为BsJss U s Y s G +==21)()()(，所以u dtdy Bdty d J=+22，另yy y y ==2,1，则??+-==/J )*u ((B /J )y y y y 12221经过编程实现的结果如下：00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-0.8-0.6-0.4-0.20.20.40.6time(s)r i n ,y o u t00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82 -0.02-0.010.010.020.030.04time(s)e r r o r2、被控对象是一个三阶传递函数ss s 1047035.8752350023++，采用Simulink 与m 文件相结合的形式，利用ODE45方法求解连续对象方程，主程序由Simulink 模块实现，控制器由m 文件实现。

计算机综合实验报告计算机综合实验报告一、引言计算机科学与技术作为一门发展迅速的学科，已经成为现代社会不可或缺的一部分。

为了更好地掌握计算机相关知识和技能，我们进行了一次综合实验，旨在提高我们的实践能力和解决问题的能力。

二、实验目的本次实验的主要目的是通过实际操作，加深对计算机硬件和软件的理解，掌握计算机的基本原理和操作方法。

同时，通过实验，培养我们的团队合作精神和问题解决能力。

三、实验内容1. 硬件部分在实验室中，我们使用了一台配置较高的计算机，包括主板、CPU、内存、硬盘等各种硬件设备。

我们首先学习了如何正确地组装和连接这些硬件设备，确保计算机能够正常工作。

然后，我们进行了一些基本的硬件测试，如CPU性能测试、内存读写速度测试等，以了解硬件设备的性能和稳定性。

2. 软件部分在软件部分，我们学习了操作系统的安装和配置。

我们选择了一款流行的操作系统，并按照教程一步步进行了安装和配置。

通过这个过程，我们深入了解了操作系统的组成和工作原理，同时也学会了如何正确地安装和配置操作系统。

接着，我们学习了一些常用的软件工具，如文本编辑器、图像处理软件、办公软件等。

我们通过实际操作，熟悉了这些软件的基本功能和使用方法，并尝试了一些高级功能和技巧。

这些软件工具在我们日常的学习和工作中非常有用，掌握它们能够提高我们的工作效率和质量。

3. 网络部分在网络部分，我们学习了计算机网络的基本知识和常用协议。

我们了解了网络的组成和工作原理，学会了如何设置和配置网络连接。

我们还学习了一些网络安全知识，了解了网络攻击和防御的基本原理和方法。

四、实验结果与分析通过本次实验，我们成功地组装和配置了一台计算机，并安装了一款操作系统。

我们熟悉了一些常用的软件工具，并学会了它们的基本使用方法。

我们还学习了计算机网络的基本知识和常用协议，了解了网络的工作原理和安全性。

通过实验，我们发现硬件设备的稳定性对计算机的性能和使用体验有着重要影响。

在组装和连接硬件设备时，我们要格外小心，确保每个部件都正确连接并正常工作。

《计算机控制系统》综合实验报告格式
一、设计要求：
1.通过数字PID 控制器算法实现直流电机在给定转速下稳定运行。

2.设计的技术指标为：s T s 5≤，%7%≤σ，稳态误差001.0±，给定转速范围：500~1200转/分。

二、系统硬件连接
（画出系统硬件连接图，在黑板上）
三、数字PID 控制器的参数整定
1.整定步骤：（按指导书上写——扩充响应曲线发，控制度1.05）
2.参数整定程序
3.PID 控制器参数初值
四、数字PID 控制算法
1.数字PID 控制算法程序
2.调试结果
五、积分分离PID 控制算法
1.积分分离PID 控制算法程序
2.调试结果
六、实验体会
请同学们认真按照格式书写实验报告，不合格的会扣分，并要重写！！。

南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验一数／模转换实验一．实验要求掌握DAC0832芯片的性能、使用方法及对应的硬件电路。

编写程序控制D／A输出的波形，使其输出周期性的三角波。

二．实验说明电路实现见主板模块B1，具体说明请见用户手册。

DAC0832的片选CS0832接00H，观察输出端OUTl（B1部分）产生三角波由数字量的增减来控制，同时要注意三角波要分两段来产生。

三．实验步骤1、接线：此处无需接线。

2、示例程序：见Cpl源文件，程序流程如下图所示。

3、运行虚拟示波器方法：打开LCAACT软件中“设置”一>“实验机”，将其中的程序段地址设为8100，偏移地址0000。

然后选择“设置”一>“环境参数”一>“普通示波”，选择“工具”一>“加载目标文件”，本实验加载C：\AEDK＼LCAACT＼试验软件＼CPI．EXE，然后选择在“工具”栏中“软件示波器”中“普通示波”，点击开始示波器即程序运行。

以后每个实验中的虚拟示波器运行方法同上。

只是加载的程序要根据实验的不同而不同。

如果以后用到该方法，不再赘述。

4、现象：程序执行，用虚拟示波器（CHl）观察输出点OUT（B1开始设置初始电平为0VD／A输出并增＜=0FFH?YN数模转换中），可以测量到连续的周期性三角波。

通过实验结果的图片，我们可以知道得出来的三角波的幅值为U=(3.01V+1.95V)=4.96V。

T=1.3s模拟输出来的幅值和我们输入的5V有一定的偏差。

相对误差为（5-4.96）/5=0.8%,因为0832是8为的,所以分辨率为1/256即0.004。

相比较一下本次实验的误差只有0.8%，相当于掉了两个单位的分辨率。

在允许的误差范围之内。

所以本次实验的结果还算是比较成功的。

四、实验小结通过本次实验，我对数模转换的知识理解得更加透彻，以及如何使用DAC0832进行数模转换把数字量转换为模拟量并以三角波形式输出。

计算机控制原理实验报告一、实验目的本实验旨在通过计算机控制系统的模拟，深入理解计算机控制原理，掌握计算机控制系统的基本组成、工作原理及实现方法。

通过实验，培养我们的动手能力、分析问题和解决问题的能力，为后续学习和工作打下坚实的基础。

二、实验原理计算机控制系统是一种利用计算机实现自动控制的系统，它由计算机、输入输出设备、传感器和执行器等组成。

计算机通过接收来自传感器的输入信号，根据预设的控制算法进行计算，输出控制信号到执行器，从而实现对被控对象的控制。

三、实验步骤1. 准备实验设备：计算机、传感器、执行器、被控对象等。

2. 连接实验设备：将传感器、执行器与计算机连接，并将传感器和执行器与被控对象进行连接。

3. 编写控制程序：根据实验要求，编写控制程序，实现计算机对被控对象的控制。

4. 运行实验：启动计算机，运行控制程序，观察被控对象的响应。

5. 数据记录与分析：记录实验数据，分析实验结果，评估控制性能。

四、实验结果与分析1. 数据记录：在实验过程中，记录了不同输入信号下被控对象的输出响应，以及计算机输出的控制信号。

2. 数据分析：根据记录的数据，分析被控对象的行为特性，以及控制信号对被控对象的影响。

3. 结果展示：通过图表等形式展示实验结果，对比理论分析与实践结果的一致性。

五、结论总结通过本次实验，我们深入了解了计算机控制系统的组成与工作原理，掌握了计算机控制系统的实现方法。

实验过程中，我们不仅锻炼了动手能力，还培养了分析问题和解决问题的能力。

通过数据记录与分析，我们进一步认识到了计算机控制在工业生产和生活中的应用价值。

在未来的学习和工作中，我们将继续深入研究计算机控制原理及其应用领域的相关知识，为推动科技进步和社会发展做出更大的贡献。

同时，我们也应该意识到计算机控制技术的快速发展和应用范围的广泛性，需要不断学习和掌握新技术、新方法，以适应时代的发展和社会的需求。

此外，我们也可以从实验过程中发现一些潜在的问题和挑战。

计算机控制系统实验报告实验一 ：D/A 数模转换实验实验报告：1、数字量与模拟量的对应曲线：2、理论值与实测值对比：数字量模拟量 理论值实测值1004756 4722 200 4512 4412 300 4268 4325 400 4023 4078 500 3780 3664 600353536313、分析产生误差的原因：答：a)外界干扰会对实验造成误差;b)系仪器本身误差;c)仪器元件不够精确，导致试验产生误差。

这是本实验的最主要的误差来源。

4、总结：本次试验需要进行的连电路、实验软件操作都比较简单，但对于实验原理我们应有更加深刻的理解，对于实验箱内部的D/A转换原理要有所思考，不能只满足与简单的实验表象，而应思考更深层次的问题。

实验二 ：A/D 模数转换实验实验报告：1、模拟量与数字量的对应曲线：2、理论值与实测值对比：3、分析产生误差的原因：答：a)系仪器误差、实验软件的精度误差;b)外界干扰会对实验造成误差;模拟量数字量理论值实测值 500 439 461 1000 409 410 2000 292 307 4000 97 103 -1000 586 614 -4000879921c)仪器元件不够精确，导致试验产生误差。

这是本实验的最主要的误差来源。

4、总结：书本上学习的模数转换都是理论知识，过程相对比较复杂，本次试验需要进行的连电路、实验软件操作都比较简单，但对于实验原理我们应有更加深刻的理解，对于实验箱内部的A/D转换原理要有所思考，不能只满足与简单的实验表象，而应思考更深层次的问题。

实验三：数字PID控制实验报告：1、画出所做实验的模拟电路图：2、当被控对象为Gpl(s时)取过渡过程为最满意时Kp，Ki，Kd，画出校正后的Bode图，查出相对裕量γ和穿越频率Wc：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 Kd1 0.02 1 11．9% 720 见图3—11 0.05 1 32．5% 800 见图3--25 0.02 1 44．4% 1050 见图3--35 0.05 1 46.1% 1900 见图3--4I型系统:实验结果参数δ% Ts（ms）阶跃响应曲线Kp Ki Kd1 0.02 1 16.0% 420 见图3—51 0.02 2 36.4% 606 见图3--63 0.02 1 49.4% 500 见图3--73 0.1 1 56.4% 1050 见图3--8下面是根据上表中数据，所得到的相应曲线：图3-1 Kp=1 Ki=0.02 Kd=1 Gp1最满意的曲线图其中，相对稳定裕量γ= 82°穿越频率ωc=230rad/s图3-2 Kp=1 Ki=0.05 Kd=1图3-3 Kp=5 Ki=0.02 Kd=1图3-4 Kp=5 Ki=0.05 Kd=1图3-5 Kp=1 Ki=0.02 Kd=1图3-6 Kp=3 Ki=0.02 Kd=1图3-7 Kp=1 Ki=0.02 Kd=2图3-8 Kp=3 Ki=0.01 Kd=13、总结一种有效的选择Kp，Ki，Kd方法，以最快的速度获得满意的参数：答：参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢，微分时间应加长，理想曲线两个波，前高后低4比1。

计算机控制实验报告《计算机控制技术仿真实验》实验报告姓名：学号：班级：专业：电⽓⼯程及其⾃动化学院：电⽓与⼯程信息学院2019年11⽉30⽇⽬录实验1：数字PID控制器设计 (1)⼀、任务描述 (1)⼆、设计过程 (1)2.1 创建画⾯ (1)2.2 数据库组态 (2)2.3 动画连接 (2)2.4 脚本设计 (3)三、运⾏结果分析 (6)3.1 调试过程 (6)3.2 运⾏结果 (7)实验2：基于Smith预估器的纯滞后控制系统设计 (7)⼀、任务描述 (7)⼆、脚本修改 (7)2.2 具有纯滞后补偿的数字控制器算法设计 (9)三、运⾏结果分析 (12)3.1 调试过程 (12)3.2 运⾏结果 (13)实验3：综合控制系统设计 (14)⼀、任务描述 (14)⼆、设计过程 (14)2.1 创建画⾯ (14)2.2设备组态 (14)2.3 数据库组态 (15)2.4 动画连接 (15)三、运⾏结果分析 (16)3.1 调试过程 (16)3.2运⾏结果 (16)实验1：数字PID控制器设计⼀、任务描述本实验创建⼀个液位调节阀控制的范例，主要⽬的是学习使⽤⼒控的脚本来完成⾃定义功能。

系统采⽤PI控制算法，对单容⽔箱液位进⾏控制，由于没有连接真实控制对象，所以使⽤仿真算法获得对象特性。

运⾏范例时，需要合上开关，打开出⽔阀门，然后设置值。

这样才能看到变化。

系统默认状态：开关关闭的，出⼝阀门打开的。

系统简介：⼀个锅炉热⽔系统，要求给⽔泵给锅炉供⽔，通过调节阀控制。

⽔泵上有⼀个上⽔开关。

同时锅炉向外供⽔，是⼀个⾃由开⼝。

控制要求：要求控制锅炉液位到⼀个指定的⾼度。

控制策略：使⽤Pl控制。

⼆、设计过程2.1 创建画⾯（1）图库的“罐”中找出⼀个合适的锅炉容器；在“管道”组中选择管道，在“阀门”中选择调节阀和出⽔阀门，在“泵”中选择⼀个⽔泵；（2）在“开关”中选择⼀个电源开关；（3）操作⾯板可以根据图库⾥的进⾏修改，或⾃⼰绘制⼀个，从⼯具箱中拖放⼀个实时趋势；（4）制作画⾯需要显⽰的⽂本；（5）PI控制器是⾃⼰制作的⼀个单元。

计算机控制技术实验报告实验名称：计算机控制技术实验实验目的：通过学习计算机控制技术的基本原理和方法，掌握计算机控制技术的应用。

实验原理：计算机控制技术是一种应用于现代工业自动化控制中的控制技术。

计算机控制系统由计算机硬件和软件组成，通过采集、处理和输出各种信号来完成对被控对象的控制。

实验仪器：计算机、控制器、传感器、被控对象等。

实验步骤：1.确定实验目标和实验要求。

2.研究被控对象的性质和特点，设计控制方案。

3.配置硬件设备，连接传感器、控制器和计算机。

4.编写控制程序，设置控制算法，实现被控对象的控制。

5.进行实验操作，观察并记录实验结果。

6.对实验结果进行分析和评价，总结实验经验。

实验结果和分析：在实验中，我们选择了一个温度控制系统作为被控对象。

通过传感器采集环境温度，并通过控制器将控制信号发送给加热器，调节加热器的功率来控制环境温度。

通过实验操作，我们观察了不同环境温度下的控制效果。

实验结果表明，在控制系统正常工作时，环境温度可以稳定在设定温度附近，并具有很好的控制精度。

此外，我们还对控制系统进行了稳定性和响应速度等性能指标的评价。

实验结果显示，控制系统具有较好的稳定性和快速响应的特点，可以满足实际工业生产中对温度控制的要求。

实验总结：通过本次实验，我们深入学习了计算机控制技术的基本原理和方法，并通过实践掌握了实验操作的技巧。

实验结果表明，计算机控制技术在工业生产中具有广泛的应用前景。

在今后的学习中，我们将进一步深入研究计算机控制技术的进一步发展，并不断提高实际应用能力，为工业自动化控制的发展贡献自己的力量。

计算机控制系统实验一班级：自动化092班姓名：Lcy一、实验目的1：验证闭环系统可以克服干扰。

2：搭建由PID控制器组成的闭环控制系统，测试P、I、D（比例、积分、微分参数）变化对控制系统的影响。

验证PID控制器对不同的控制对象都有控制作用，即控制对象的变动对PID控制器的影响不大。

3：验证PID控制器对大惯性对象的调节不明显。

二、实验步骤1：在Simulink工具箱下构建开环系统，选择合适的对象，仿真观察开环下该系统在阶跃信号和同是阶跃信号的干扰信号的作用下系统的输出情况。

2：将上述开环系统由负反馈构成闭环，其他不变动，观察仿真结果与开环是比较，观察闭环是否可以克服干扰。

3：记录PID控制器的初试参数及初试参数下系统的输出情况，然后先后依次调节P、I、D三个参数，再观察记录系统的输出情况，并比较，得出比例、积分、和微分参数变化下对系统动态特性的影响。

4；保持原来的PID控制器的参数不变，改变控制对象的传递函数，仿真，观察输出情况是否发生变化。

5：将控制对象改成大惯性环节，PID控制器保持不变，然后调节PID 控制器的参数，观察阶跃信号及干扰信号下系统的输出在PID调节下是否有明显改善。

三、实验结果及数据记录1：开环系统系统开环在单位阶跃信号及阶跃干扰信号下的输出情况结果：系统开环时，在单位阶跃信号和阶跃干扰信号的作用下，系统是发散的，很显然是不稳定的。

闭环系统如下：系统闭环下输出情况如下：结果：系统闭环后在0时刻给定阶跃信号，在时刻10时趋于稳定，在时刻50时介入干扰信号，系统又恢复稳定，可见闭环的系统抗干扰性能上明显优于开环系统。

2：初始P 、PI 、PD 的系数都为1===D I p K K K ，被控对象为二阶系统，传递函数为15.01)(2++=s s s Gp K 变大到5 p K 时，系统的输出情况p K 减小到1.0=p K 时，系统的输出情况1==D P K K ；5=I K 时的系统输出1==D P K K ；1.0=I K 时的系统输出1==I P K K ;5=D K 时系统的输出1==I P K K ;1.0=D K 时系统的输出最佳整定：先调节比例、再调节积分、最后调微分下系统的输出情况总的调节参数表格如下：K P K I K D超调调整时间振荡次数1 1 1 0.444 10 20.1 1 1 0.585 26 45 1 1 0.215 25 11 5 1 系统在t=470时开始发散1 0.1 1 0.535 100 11 1 5 0.258 30 21 1 0.1 0.62 100 2310 8 20 0.037 8 1 PID控制规律总结：1：比例调节是对偏差及时反应的，偏差一旦出现，调节立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于K，加大比例系数可以减小稳态误差，但是P K过大会使系比例系数P统动态特性变坏，引起系统振荡，甚至导致系统出现不稳定。

计算机控制技术实验报告基础实验实验目的(1) 了解工业控制机与微机的相同点和不同点。

(2) 掌握利用工业控制语言（梯形图）编写控制循环。

(3) 理解PLC输入点和输出点的关系，模拟量输入与开关量输入的区别，学会在实验室模拟现场调试。

实验要求利用Step7编程软件编写梯形图程序，实现工作台的顺序控制过程，通过输入点和输出点的二极管显示变化调试程序。

实现当按下某一个开关时，模拟控制工作台快速向前的输出灯点亮，说明工作台正在快速向前运动；当拨动另一开关时，模拟快速向前的灯灭，而指示慢速向前的灯亮；当拨第三个开关时，指示慢速向前的灯亮一定的时间后（5秒），指示快速后退的灯亮同时慢速向前的灯灭，直到模拟后退到位开关拨到位后，后退指示灯自动熄灭。

解题思路用I0.0，I0.1，I0.2，I0.3这四个拨动开关控制输出灯的变化，输出灯有Q0.0，Q0.1，Q0.2I0.0 : 控制第一个灯亮I0.1：第二个灯亮的同时第一个灯熄灭I0.2: 2秒后第三个灯亮I0.3: 重置操作，在任何状态下都可以重置，所有灯灭。

下面展示梯形图：图1图2图3图4图1中显示网络1、2、3，由网络1确定Q0.0的亮灭，当I0.0有输入时，由于I0.1、I0.3为常闭，所以Q0.0会点亮。

添加会使Q0.0常亮，不会因I0.0的断开而熄灭。

同理网络2完成Q0.1的点亮功能，I0.3是常闭，完成复位操作，如图2中的网络6。

实现当按下某一个开关时，模拟控制工作台快速向前的输出灯点亮，说明工作台正在快速向前运动；网络3中按下I0.2时，触发M0.0，开始计时，如图2网络4所示，为计时器状态。

当计时时间到达2S时，网络5通，Q0.2亮，同时Q0.1灭，实现当拨第三个开关时，指示慢速向前的灯亮一定的时间后（5秒），指示快速后退的灯亮同时慢速向前的灯灭.网络6中，按下I0.3时，对网络实现重置，所有的灯在按下I0.3时都会熄灭。

实验结果结果情况详见附件中的视频。

计算机控制实验报告专业：计算机科学与技术班级： 080603姓名：学号：指导教师：王河媛实验1.1 数/模转换实验一．实验目的1、掌握数/模转换器DAC0832芯片的性能、使用方法及对应的硬件电路。

2、编写程序控制D/A输出的波形，使其输出周期性的三角波。

二．实验说明数/模转换实验框图见图1所示。

三．实验内容及步骤本实验机采用ADC0832作为数/模转换，可实现8bit数字输入转换为模拟量。

数字0～0FFH输入，经数/模转换后OUT1测孔输出为0～+5V模拟量。

经运放处理后，在OUT2测孔输出为-5V ～+5V。

在实验中欲观测实验结果时，只要运行LABACT程序，选择微机控制菜单下的数/模转换实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始后将自动加载相应源文件，可选用虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。

测孔连线数/模转换器（B2）单元OUT2→虚拟示波器（B3）输入端CH1（选X1档）。

四．实验结果如下图：实验1.2 模/数转换实验一．实验目的1、了解模/数转换器A/D芯片ADC0809转换性能及编程。

2、编制程序通过0809采样输入电压并转换成数字量值。

二．实验说明模/数转换实验框图见图2所示。

图2 模/数转换实验框图模/数转换器（B8单元）提供IN4~IN7端口，供用户使用，其中IN4、IN5有效输入电平为0V～+5V，IN6和IN7为双极性输入接法，有效输入电平为-5V～+5V，有测孔引出。

图1-1 模/数转换电路图三．实验内容及步骤本实验机采用DAC0809作为模/数转换，可实现8bit数字输出。

其中“IN4和IN5”测孔为0～+5V模拟量输入，“IN6和IN7”测孔为-5V～+5V模拟量输入。

（1）将信号发生器（B1）的幅度控制电位器中心Y测孔，作为模/数转换器（B7）输入信号：B1单元中的电位器左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨上（+5V）。

（2）测孔联线：B1（Y）→模/数转换器B7（IN4）（信号输入）。