湖南工业大学计算机控制实验报告.

计算机控制课程实验实验报告姓名：学号：班级：实验一输入与输出通道1.A/D转换实验1.1实验内容:编写实验程序，将－5V ~ +5V的电压作为ADC0809的模拟量输入，将转换所得的8位数字量保存于变量中。

1.2实验原理:实验设备中的ADC0809芯片，其输出八位数据线以及CLOCK线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK (1MHz)上。

其它控制线根据实验要求可另外连接 (A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0～IN7)。

根据实验内容的要求，可以设计出如图1所示的实验线路图。

上图中，AD0809的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现的。

“OUT1”表示386EX内部1＃定时器的输出端，定时器输出的方波周期＝定时器时常。

图中ADC0809芯片输入选通地址码A、B、C为“1”状态，选通输入通道IN7；通过单次阶跃单元的电位器可以给A/D转换器输入－5V ~ +5V的模拟电压；系统定时器定时1ms输出方波信号启动A/D转换器，并将A/D转换完后的数据量读入到控制计算机中，最后保存到变量中。

1.3程序流程：1.4实验步骤及结果：(1) 打开联机操作软件，参照流程图，在编辑区编写实验程序。

检查无误后编译、链接。

(2) 按图1接线 (注意：图中画“o”的线需用户自行连接)，连接好后，请仔细检查，无错误后方可开启设备电源。

(3) 装载完程序后，系统默认程序的起点在主程序的开始语句。

用户可以自行设置程序起点，可先将光标放在起点处，再通过调试菜单项中设置起点或者直接点击设置起点图标，即可将程序起点设在光标处。

(4) 加入变量监视，具体步骤为：打开“设置”菜单项中的“变量监视”窗口或者直接点击“变量监视”图标，将程序中定义的全局变量“AD0～AD9”加入到变量监视中。

在查看菜单项中的工具栏中选中变量区或者点击变量区图标，系统软件默认选中寄存器区，点击“变量区”可查看或修改要监视的变量。

计算机控制第二次实验报告专业：自动化__姓名：__张文博_____实验报告学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：学生人数：课程名称：课程名称：课程名称：计算机控制技术，计算机控制技术，计算机控制技术，计算机控制技术，计算机控制技术，计算机控制技术，计算机控制技术，UUUU\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\u_______________________1、实验目的和要求（必选）二。

实验内容及原理（必选）三、主要仪器设备（必选）四、操作方法及实验步骤五、实验数据记录与处理六、实验结果及分析（必选）七。

讨论和经验一、实验目的1.掌握步进电机调速的工作原理；2.了解步进电机的调速方式和调速方法；3．掌握用vbscript或jscript脚本语言进行开关量的编程。

4．掌握ad采样的工作原理。

5.掌握DIO、双四拍和四项八拍电机的使用方法。

2.实验设备1．thbdc-2型控制理论计算机控制技术实验平台2.一个thbxd数据采集卡（包括一根37芯通信电缆、一根16芯扁平电缆和一根USB电缆）3。

一台电脑（包括软件“thbdc-2”）3。

实验原理1．步进电机工作原理简介：步进电机是一种开环控制元件，可以将电脉冲信号转换为机械角位移或线性位移。

实际上，它是单相或多相同步电动机。

在非过载情况下，电机的速度和停止位置仅取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响。

也就是说，向电机添加一个脉冲信号，电机将转动一个步进角。

这种线性关系的存在，加上步进电机只具有周期性误差和无累积误差的特点。

它使步进电机在速度、位置等方面的控制变得非常简单。

电脉冲信号通过环形脉冲分配器，励磁绕组依次与直流电源相连。

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。

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。

西安交通大学实验报告课程：姓名：学号：班级：实验一A/D、D/A转换实验实验二基于DASYLab的的温度控制系统设计实验实验三基于DASYLab的网络测控实验一A/D、D/A转换实验一、实验目的1.了解温控系统的组成。

2.了解NI测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设置。

3.了解Dasylab软件的各项功能，并会简单的应用。

4.通过实验了解计算机是如何进行数据采集、控制的。

二、实验设备微型计算机、NI USB6008数据采集卡、温度控制仪、温箱。

三、实验内容1．了解温度控制系统的组成。

2．仔细观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设置还有dasylab基本功能的演示。

3．仔细阅读dasylab相关文档，学习帮助文件tutorial了解其基本使用方法。

4．动手实践，打开范例，仔细揣摩，并独立完成数据采集卡输入输出任务的建立并建立并运行单独的AD及DA系统，完成之后，按照自己的需要及兴趣搭建几个简单的系统运行。

四、温控系统的组成计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成，被控对象为温箱,温箱内装有电阻加热丝构成的电炉，还有模拟温度传感器AD590。

系统框图如图1-1所示：五、温控仪基本工作原理温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加热电路组成。

被控制的加热炉允许温度变化范围为0～100℃.集成电路温度传感器AD590(AD590温度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,灵敏度为1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将AD590送来的电流信号转换为电压信号,然后经精密运算放大器放大、滤波后变为0～5V的标准电压信号，一路送给炉温指示仪表,直接显示炉温值。

另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机USB 总线接口上的NI USB600812位数据采集卡将传感器送来的0～5V 测量信号转换成0～FFFH的12位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制温度变化的输出量,再经过NI USB6008将该数字输出量经12位D/A转换器变为0～5V的模拟电压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出相应控制角的触发脉冲给可控硅,控制可控硅的导通与关断,从而达到控制炉温的目的。

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。

《控制系统计算机仿真》实验指导书目录实验一时变或非线性微分方程求解.......................实验二控制系统的模型及其转换.............................实验三控制系统的时域、频域和根轨迹分析...........实验四动态仿真集成环境-Simulink.........................实验五直流电机自动调速系统控制器设计实验二 控制系统的模型及其转换一、 实验目的1、掌握建立控制系统模型的函数及方法；2、掌握控制系统模型间的转换方法及相关函数；3、熟悉控制系统模型的连接方法；4、掌握典型系统模型的生成方法。

二、 实验内容：1. 控制系统模型 1.1 系统的模型为23324(2)(66)()(1)(325)s s s G s s s s s s +++=++++试建立系统的传递函数模型。

1.2 已知单输入双输出系统的零极点模型3(12)4(5)(3)()(3)(4)(5)s s s G s s s s +⎡⎤⎢⎥++⎣⎦=+++建立系统的零极点模型。

1.3 给定系统的状态空间表达式，[]2.8 1.40011.40000()()()1.80.3 1.40.61000.600()0001()x t x t u t y t x t ⎧--⎡⎤⎡⎤⎪⎢⎥⎢⎥⎪⎢⎥⎢⎥=+⎪⎢⎥⎢⎥----⎨⎢⎥⎢⎥⎪⎣⎦⎣⎦⎪⎪=⎩建立系统的状态空间模型。

2. 控制系统模型的转换2.1 将1.1的模型转换为零极点模型 2.2 将1.2的模型转换为状态空间模型 2.3 将1.3 的模型转换为零极点模型3. 控制系统模型的连接:已知两个系统[]11111101012113x x u y x u ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎨⎪=+⎩[]2222201013114x x u y x ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎨⎪=⎩求按串联、并联、系统2联接在反馈通道时的负反馈系统的状态方程。

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。

综合实践实验报告（计算机控制部分）班级：姓名：学号：日期：一、实验任务：1、熟悉相关Labview内容；2、设计工艺控制前面板设计，包括PID控制器操作面板、工艺报警、工艺数据、实时数据曲线；3、设计控制面板程序，利用公式节点等模块实现基本PID控制算法；4、手自动勿扰切换实现；5、根据控制参数调节规律，正确调整PID作用方式和控制参数。

6、其他高级控制算法实现（选作）二、实施步骤：1、按照要求设计前面板；2、按照要求连接控制系统输入输出回路；3、完成AI通道调试，实现工艺变量的正确显示；4、完成AO通道调试，实现手动控制输出；5、利用公式节点实现基本PID控制算法；6、系统调试，完成速度控制系统和温度控制系统的整体调试；7、记录实验结果，包括前操作面板、控制模板、控制参数调整结果、工艺阶跃响应调节控制曲线。

8、完成实验报告三、注意事项：1、电机速度控制对象，调控信号范围-2.5~2.5VDC，测量信号为频率脉冲信号。

由于NI-6008卡件AO输出信号输出范围为0-5VDC，因此需要叠加-2.5VDC，从而改变信号范围为-2.5~2.5VDC。

需要利用运算放大器，使5VDC转化为-2.5VDC（电路设计联接自行完成）；2、温度控制对象输入信号大约-6.0-3VDC大约对应于室温-500摄氏度左右，控制信号为50HZ可调占空比方波信号（幅值小于5VDC）。

3、程序设计和系统调试均包括电机速度控制对象和温度控制对象（选作）；4、注意在经指导老师确认线路联接无误后，才允许闭合外围控制对象电源开关。

四、实验过程：1.硬件电路的连接：包括对采集卡的测试，对0-5v信号的转换，转换电路如下图所示：2.软件程序设计 后面板的连接图：前面板的布局设计：+5V200K100K100K100K100K-2.5~2.5V调节说明：该面板主要由三个实时曲线、自动调节参数、手动调节参数、输出参数、报警参数、手自动切换按钮、正反作用切换按钮、内外给定切换按钮构成。

1. 增量型pid 算式推导过程先得出该算式的传递函数为U （S ）E(S ）=1+Tds 1+Td Kds *kp(1+1Tis )其中，Kp ，Ti ，Td ，Kd 同式首先我们先求出输出的差分方程ud(n),up(n),ui(n)，然后求出总的输出u(n)。

微分作用的输出差分方程式为 Ud(n)=a1Ud(n-1)+a2e(n)+a3e(n-1) 其中的a1=TdKdT+Tda2=Kd(Td+T)KdT+Tda3=−KdTd KdT+Td积分作用输出差分方程式为ui(n)=ui(n-1)+a4ud(n)其中a4=KpT Ti比例作用输出差分方程式为 Up(n)=Kpud(n)将上面两个式子可以得到位置型算式 u(n)=up(n)+ui(n) = Kpud(n)+ui(n)通过推导，我们可以得到增量型递推差分方程式为 Ud(n)=a1ud(n-1)+a2e(n)+a3(n-1) Ui(n)=ui(n-1)+a4ud(n) △Ud(n)=Ud(n)-Ud(n-1) △Ui(n)=Ui(n)-Ui(n-1) △U(n)=Kp △ud(n-1)+ △ui(n) U(n)=u(n-1)+ △u(n)为了实现积分分离，编程序是必须从pid 差分方程式中分离出积分项， △uPD=Kp[e(n)-e(n-1)]+Kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]△ui(n) = Kie(n)U(n)=u(n-1)+ △upd(n)+ △ui(n) 采取积分分离，可以得到 U(n)=u(n-1)+ △uPD(n) 代码实现：typedef struct PID{ double Command; //输入指令 double Proportion; //比例系数double Integral; //积分系数double Derivative; //微分系数double pre2Err; //前两拍误差double preErr; //前一拍误差}PID;double PIDCale(PID *p,double feedback){double Err,pErr,dErr,dU;Err=p->Command-feedback; //当前误差pErr=Err-p->preErr; //比例项增量式误差dErr=Err-2*p->preErr+p->pre2Err; //微分项增量式误差dU=p->Proportion*pErr+p->Derivative*dErr; //控制量增量 p->pre2Err=p->preErr;p->preErr=Err;return dU;}void PIDInit(PID *p){memset(p,0,sizeof(PID)); //初始化}2.纯延迟补偿控制受控的系统为传递函数为H(s)=s+1s3+2s2+3s+4受控的目标为在具有大延迟的系统中，这种系统会越发的不受控制，此时，史密斯补偿器成了控制的一种方式。