计算机控制实验报告
计算机控制技术课程报告
计算机控制技术课程报告
on二阶环节电压跟踪控制系统的设计(采用PC机、JK实验装置)
专业:自动化专业
班级:2008 级8(7)班
组员:姚亮 20085407
刘凤 20085421
罗威 20085398
李延 20085418
孙德林 20085395
重庆大学自动化学院
2011年9月
目录
一、序言 (2)
二、设计内容
2.1 设计要求 (2)
2.2 学生应完成工作 (2)
三、设计步骤
3.1 确定基本设计目标 (3)
3.2 确定基本实现方案 (3)
3.3 硬件设计 (4)
3.4 软件设计 (5)
3.5 调试完善程序,完成报告 (7)
3.6 设计结果展示 (8)
四、成员分工 (8)
五、心得体会
5.1 姚亮的心得体会 (9)
5.2 刘凤的心得体会 (9)
5.3 罗威的心得体会 (9)
5.4 李延的心得体会 (10)
5.5 孙德林的心得体会 (11)
六、参考文献 (11)
七、程序清单 (11)
一、序言
自动控制在日常生活中的应用非常广泛,大到航天航空,小到家用电器都会涉及到自动控制。自动控制系统的任务是使被控对象的被控量跟随给定值的变化而变化。闭环控制系统是一种最基本的自动控制系统,图1是单回路闭环控制系统的框图。变送器(含测量元件)对被控量Y进行测量,并将其变换为电信号,经A/D转换为数字信号后反馈给控制器。控制器将反馈信号与给定值R 进行比较,并根据指定的控制规律产生相应的控制信号,经D/A转换后作用于被控对象,使被控量与给定值保持一致。
图1 单回路闭环控制系统框图
二、设计内容
2.1 设计要求
(1)已知参数和设计要求
计算机控制技术_实验二报告
计算机控制技术课程实验之二
步进电机控制
实验内容
掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法;
掌握步进电机的工作原理及控制方法;
掌握步进电机控制的不同编程方法。
1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。要求利用P1口作步进电机的控制端口,通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。
2.编写程序,实现步进电机的正反转控制。正反转时间分别持续10S时间,如此循环。
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code zheng[]={0xf3,0xf6,0xfc,0xf9};
uchar code fan[]={0xf9,0xfc,0xf6,0xf3};
uchar t;
bit flag=0;
void delay(uint z)
{
uint i,j;
for(i=0;i<z;i++)
for(j=0;j<110;j++);
}
void timer_init()
{
TMOD=0X01;//定时器0,方式1
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
}
void motor_z()
{
uchar i;
for(i=0;i<4;i++)
{
P1=zheng[i];
delay(200);
}
}
void motor_f()
{
uchar i;
for(i=0;i<4;i++)
{
P1=fan[i];
《计算机控制技术》数字PID控制器设计与仿真实验报告
《计算机控制技术》数字PID控制器设计与仿真实验报告课程名称:计算机控制技术实验实验类型:设计型实验项目名称:数字PID控制器设计与仿真
一、实验目的和要求
1. 学习并掌握数字PID以及积分分离PID控制算法的设计原理及应用。
2. 学习并掌握数字PID控制算法参数整定方法。
二、实验内容和原理
图3-1
图3-1是一个典型的 PID 闭环控制系统方框图,其硬件电路原理及接线图可设计如图1-2所示。
图3-2中画“○”的线需用户在实验中自行接好,对象需用户在模拟实验平台上的运放单元搭接。
图3-2
上图中,ADC1为模拟输入,DAC1为模拟输出,“DIN0”是C8051F管脚 P1.4,在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。
这里,系统误差信号E通过模数转换“ADC1”端输入,控制机的定时器作为基准时钟(初始化为10ms),定时采集“ADC1”端的信号,得到信号E的数字量,并进行PID计算,得到相应的控制量,再把控制量送到控制计算机及其接口单元,
由“DAC1”端输出相应的模拟信号,来控制对象系统。
本实验中,采用位置式PID算式。在一般的PID控制中,当有较大的扰动或大幅度改变给定值时,会有较大的误差,以及系统有惯性和滞后,因此在积分项的作用下,往往会使系统超调变大、过渡时间变长。为此,可采用积分分离法PID控制算法,即:当误差e(k)较大时,取消积分作用;当误差e(k)较小时才将积分作用加入。图3-3是积分分离法PID控制实验的参考程序流程图。
图3-3
三、主要仪器设备
计算机、模拟电气实验箱
四、操作方法与实验步骤
计算机组成原理-控制器实验报告
2、实验步骤:形成时钟脉冲信号T3。根据“2.3.7—10)”,时序电路的开关设置为:STOP=RUN、STEP=STEP 发单脉冲STOP=RUN、STEP=EXEC(STEP=0) 发连续脉冲连线ADDRESS UNIT的LDAR(单针)与SWITCH UNIT的LDAR(双针)的连接;MAIN MEM单元的A7~A0与EXT BUS单元的AD0~AD7的连接(高、低位交叉连接)写存储器:写地址、写数据。读存储器写地址、读存储器。
四、实验过程与分析
(1)形成时钟脉冲信号T3。具体接线方法和操作步骤如下:
①接通电源,用示波器接入方波信号源的输出插孔H23,调节电位
器W1 及W2 ,使H23 端输出实验所期望的频率及占空比的方波。
②将时序电路模块(STATE UNIT)单元中的ф和信号源单元
(SIGNAL UNIT)中的H23 排针相连。
③在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP”。将
“STOP”开关置为“RUN”状3 态、“STEP”开关置为“EXEC”
状态时,按动微动开关START,则TS3端即输出为连续的方波信号,
此时调节电位器W1,用示波器观察,使T3 输出实验要求的脉冲信号。当“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“STEP”
状态时,每按动一次微动开关START,则T3 输出一个单脉冲,其脉冲宽度与连续方式相同。若用PC 联机软件中的示波器功能也能看到波形,可以代替真实示波器。实验测得的实验频率和周期分别为:f=104.49HZ,T=9.57ms
计算机控制系统实验报告7
江南大学物联网工程学院
《计算机控制系统》
实验报告
实验名称实验七振铃的消除仿真实验
实验时间2017.12.1
专业电气工程及其自动化班级电气1401 姓名林谷烨学号1070114107
指导教师陈珺实验成绩
一、实验目的与要求
1、了解控制器产生振铃的原因。
2、掌握达林算法消除振铃的方法。
3、掌握SIMULINK的仿真方法。
二、仿真软硬件环境
PC机,MATLAB R2012b。
三、实验原理
如图延时一拍由采样保持器滞后一拍输入模拟量实现。
四、设计消除振铃后的D(z)
已知:
10
() , T0.2 s , R(t)1(t)
1
Ts
e
G s
s
-
===
+
;
达林设计目标定为:()
1
Ts
e
s
T s
τ
Φ
-
=
+
,Tτ=0.1s。
则广义对象的脉冲传函()
G z=
()
1
0.2
-
2
-0.2
e
1
e
-
1
10
-
-
-z
z
闭环系统的脉冲传函()z
Φ=
()
1
2
-
2
-2
e
-
1
z
e
-
1
-
-
z
数字控制器()
D z=
()()
()()
[]()1
1
2
0.2
-
1
2
.
-2
z
-
1
z
1
1
e
-
1
10
1
e
-
1
-
-
-
-
-
-
+
-
e
z
e
消除振铃后的数字控制器()
D z=
()()
()()
[]()1
2
0.2
-
1
2
.
-2
z
-
1
1
1
e
-
1
10
1
e
-
1
-
-
-
-
-
+
-
e
z
e
五、SIMULINK仿真结构图
+ ○
R
数
单
位
阶
跃
输
入
单
位
斜
坡
输
入
七、思考题
1、振铃产生的原因是什么?
答:对于单位阶跃输入函数()()
11/1z --=z R ,含有极点1=z ,如果()z u φ的极点在z 平面的负实轴上,且与1-=z 点相近,那么数字控制器的输出序列
()k u 中将含有这两种幅值相近的瞬态项,
微机控制实验报告范文
微机控制实验报告范文
科目:《计算机控制技术》实验班级:电气
科目:《计算机控制技术》实验班级:电气F1203姓名:徐晖学号:202223910803
实验一A/D与D/A转换
一、实验目的通过实验了解实验系统的结构与使用方法;
通过实验了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。
二、实验设备
THBCC-1型信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台
THB某D数据采集卡一块(含37芯通信线、16芯排线和USB电缆线各1根)
PC机1台(含软件“THBCC-1”)
三、实验内容
输入一定值的电压,测取模数转换的特性,并分析之;
在上位机输入一十进制代码,完成通道的数模转换实验。
四、实验原理
数据采集卡
本实验台采用了THB某D数据采集卡。它是一种基于USB总线的数据采集卡,卡上装有14Bit分辨率的A/D转换器和12Bit分辨率的D/A转换
器,其转换器的输入量程均为土10V、输出量程均为土5V。该采集卡为用户提供4路模拟量输入通道和2路模拟量输出通道。其主要特点有:1)支持USB1.1协议,真正实现即插即用
2)400KHZ14位A/D转换器,通过率为350K,12位D/A转换器,建立时间10卩
3)4通道模拟量输入和2通道模拟量输出
4)8k深度的FIFO保证数据的完整性
5)8路开关量输入,8路开关量输出
AD/DA转换原理
数据采集卡采用“THB某D”USB卡,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:-1010V对应为016383(A/D转换为14位)。其中0V为8192。其主要数据格式如下表所示(采用双极性模拟输入):
数据采集计算机控制实验报告
课程名称:电气装备计算机控制技术指导老师:成绩:
实验名称:数据采集计算机控制实验类型:同组学生姓名:
一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.初步了解数据采集卡在电气装备中的应用
2.了解计算机在数据采集和处理方面的应用
3.采用C++ Builder对数据采集卡PCI1202进行编程,控制实验数据的采集数据预处理以及系统的测量模式
4.理解数据采集系统的硬件原理
5.掌握简单的数据采集软件编写方法
二、实验内容和原理
1.实验内容
(1)通过上位机控制三相异步电机的运行及停车
(2)使用数据采集系统进行各路数据采集对数据采集的结果进行记录好分析
2.实验原理
实验原理图如图所示:
数据采集主电路实验接线图
+
-
C—主电路接触器的接点
J—中间继电器的接点
NC—
COM—
5~24VDC
—主电路接触器的线圈
—中间继电器的线圈
注:
220V三相交流电源经过各种接触器连接到三相异步电动机上,为控制电机的运行,必须控制三相交流电源的接入和断开,接触器即可实现此项功能。因为主接触器通入强电,不能直接进行操作,所以我们通过控制上位机产生的信号,继而控制中间继电器,然后由中间继电器控制主接触器。
电路中并联了三个电压传感器,串联了三个电流传感器,但是在实际过程中,由于电机的运转为空转,所以电机的线电流非常小,由电流传感器测出来的数据并不具有代表性,所以实际实验中我们连接了电压传
感器。
传感器测出来的信号经过数据采集实验箱中的调理电路处理后送入PCI1202中,经过A/D以及D/A转换后在上位机运行界面显示,实现基本的数据采集。采集信号的显示模式等均可通过程序进行改变。
南昌大学计算机控制实验报告数/模转换实验
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0V
D/A输出并增<=0FFH?
Y
N
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%,
计算机控制基础实验报告
重庆交通大学
学生实验报告
实验课程名称机械工程控制基础
开课实验室交通装备与制造工程实训中心
学院机电与汽车工程学院年级2012专业班机械电子工程(2)学生姓名学号
开课时间2014 至2015 学年第二学期
第三章:计算机控制系统的分析
1 试求如题图 3.1所示的采样控制系统在单位阶跃信号作用下的输出响应)(*t y 。设
)
10(*20
)(+=
s s s G ,采样周期T=0.1s 。
解: gs=tf([20],[1 10 0]); gz=c2d(gs,0.1,'imp'); gzb1=gz/(gz+1);
gzb2=feedback(gz,1); y=step(gzb1); step(gzb1,gzb2);
结果:
2 试求如题图3.1所示的采样控制系统在单位速度信号作用下的稳态误差。 设)
11.0(1
)(+=
s s s G ,采样周期T=0.1s.
解: gs=tf([1],[0.1 1 0]); T=0.1;
gz=c2d(gs,T,'imp');
gzb=feedback(gz,1);
rz = tf([0.1 0],[1 -2 1],T); rz1 = zpk([0],[1 1],T,T); yz=rz*gzb;
impulse(yz);
t=[0:0.1:10]';
ramp=t;
lsim(gzb,ramp,t)
[y,t1] = lsim(gzb,ramp,t); ER = ramp - y
plot(ER,t),grid
结果:
误差曲线
5 对于题图3.1所示的采样控制系统,设)
1(10
)(+=s s s G ,采样周期T=1s 。
计算机控制技术实验报告
计算机控制技术实验报告
实验一过程通道和数据采集处理一、输入与输出通道
本实验教程主要介绍以A/D 和D/A 为主的模拟量输入输出通道,A/D 和D/A 的芯片非常多,这里主要介绍人们最常用的ADC0809 和TLC7528。
一、实验目的
1(学习A/D 转换器原理及接口方法,并掌握ADC0809 芯片的使用
2(学习D/A 转换器原理及接口方法,并掌握TLC7528 芯片的使用二、实验内容
1(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。
2(编写实验程序,实现D/A 转换产生周期性三角波,并用示波器观察波形。
三、实验设备
+
PC 机一台,TD-ACC实验系统一套,i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤1(A/D 转换实验
ADC0809 芯片主要包括多路模拟开关和A/D 转换器两部分,其主要
1
特点为:单电源供电、工作时钟CLOCK 最高可达到1200KHz 、8 位分辨率,8 个单端模拟输入端,TTL 电平兼容等,可以很方便地和微处理器+ 接口。TD-ACC教学系统中的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)。根据实验内容的第一项要求,可以设计出如图1.1-1 所示的实验线路图。
单次阶跃模数转换单元控制计算机
图1.1-1
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。
计算机控制系统实验报告
计算机控制系统实验报告
计算机控制系统实验报告
引言
计算机控制系统是一种利用计算机技术对各种设备和系统进行自动化控制的系统。它在工业生产、交通运输、军事防御等领域有着广泛的应用。本实验旨在通过对计算机控制系统的实际操作,深入了解其工作原理和应用。
实验目的
本次实验的主要目的是学习计算机控制系统的基本原理和实现方法,通过实际操作来加深对其工作过程的理解。同时,通过实验数据的收集和分析,掌握计算机控制系统的性能评估方法。
实验设备和材料
本次实验所需设备和材料包括:计算机、控制器、传感器、执行器、数据采集卡等。
实验过程
1. 硬件连接
首先,将计算机与控制器通过数据采集卡连接起来,并将传感器和执行器与控制器相连。确保各个设备之间的连接正确无误。
2. 程序编写
编写控制程序,根据实验要求设定相应的控制算法和参数。在程序中设置传感器数据的采集频率和执行器的控制方式,并将其与控制器进行关联。
3. 实验数据采集
启动实验程序,开始采集传感器数据和执行器的控制信号。通过数据采集卡将
数据传输到计算机中,保存为文件以备后续分析使用。
4. 数据分析
根据实验数据,进行数据分析和处理。通过对采集的传感器数据进行曲线绘制
和统计分析,评估控制系统的性能指标,如响应时间、稳定性等。
实验结果与讨论
根据实验数据的分析,可以得出控制系统的性能评估结果。通过对响应时间的
分析,可以评估控制系统的快速性和准确性。通过对稳定性的分析,可以评估
控制系统的抗干扰能力和稳定性。根据实验结果,可以对控制系统进行进一步
的优化和改进。
实验总结
通过本次实验,我对计算机控制系统的工作原理和实现方法有了更深入的了解。通过实际操作和数据分析,我对控制系统的性能评估方法有了更清晰的认识。
计算机实验报告
调速电机及转速显示
一,设计概述
我的设计目的是通过简单的单片机和芯片,以及八位数码管,实现一个电机调速的功能,并且通过仪表盘把转速显示出来。同时,要求有一个键盘,可以实现转速的输入。设计最大的优点是灵活可调,可编程,并能够显示转速。具有非常强的操作性和控制性,应用范围广泛,应用方法灵活多样,实现成本低。
二,设计思路
1,功能分析:
a)通过单片机控制转速;
b)通过键盘输入转速;
c)通过数码管对转速进行显示;
2,实现方法分析:
a)控制转速。在本次设计中,我选择了直流电机,直流电机的转速由一个差动电路控制,通过调节两端的输入电压差,可以实现转速的调节。此时有两种方法,第一种是通过数模转换,为差动电路两端施加不同的电压,第二种是通过PWM脉宽调制,控制两端的输入占空比,达成调节转速的效果。最终经过可编程、可灵活调节、并且显示转速等多方面的考虑,我选择通过PWM脉宽调制的方法来实现这个功能。
b)确定使用PWM脉宽调制之后,就需要考虑实现脉宽调制的方法。我最终选择了使用8253的方法2来实现这个功能。方法2可以在计时周期内持续输出高电平,并且在周期结束时输出低电平,然后开始下一个周期的计数,比较符合当前设计的需求。
c)通过键盘输入转速。通过键盘输入转速,共有两种方法,第一中是使用中断,检测键盘的输入,并将输入值传递到程序当中;第二种方法是通过扫描法,扫描键盘,检查有无摁下。最终,经过编程以及电路复杂性等问题的分析,我选择了使用扫描法。
d)通过数码管显示。这个问题相对简单,只需要在单片机预先存储数码管的码表,然后在键盘输入时将参数传递给数码管即可。
计算机控制实验报告
.
《计算机控制技术》实验报告
班级:
学号:
姓名:
信息工程学院
2016-2017-2
实验1:D/A转换实验实验名称:D/A转换实验
一.实验目的
学习
D/A转换器原理及接口方式,并掌握TLC7528芯片的使用。
二.实验原理
TLC7528芯片,它是8位、并行、两路、电压型输出数模转换器。会将数字信号转换成模拟信号。
三.实验容
本实验输入信号:8位数字信号
本实验输出信号:锯齿波模拟信号
本实验数/模转换器:TLC7528输出电路
预期实验结果:在虚拟示波器中显示数字信号转换成功的锯齿波模拟信号的波形图。四.实验结果及分析
记录实验结果如下:
结果分析:为什么会出现这样的实验结果?请用理论分析这一现象。
D/A就是将数字量转化为模拟量,然后通过虚拟示波器显示出来,表现为电压的变化。
1
.
实验2:采样与保持实验
实验名称:信号采样与保持
一.实验目的
1.熟悉信号的采样与保持过程
2.学习和掌握采样定理
3.学习用直线插值法和二次曲线插值法还原信号
二.实验原理
香农(采样) 定理:若对于一个具有有限频谱(|W|
采样频率满足Ws≥2Wmax 时,则采样函数f*(t) 能无失真地恢复到原来的连续信号f(t)。Wmax 为信号的最高频率,Ws 为采样频率。
三.实验容
本实验输入信号:正弦波模拟信号
本实验输出信号:正弦波数字信号
本实验采样信号:方波
预期实验结果:1.在模拟示波器中成功显示采样与保持的正弦波信号。
2.成功在模拟示波器中还原输入的正弦波信号。
四.实验结果及分析记录实验结果如下:
零阶保持
增大采样周期失真
3
.
直线采值
二次曲线
微型计算机控制技术实验报告
微型计算机控制技术实验报告
...
...
...
1.2 信号的采样与保持
实验⽬的
1.熟悉信号的采样和保持过程 2.学习和掌握⾹农 (采样) 定理
3.学习⽤直线插值法和⼆次曲线插值法还原信号
实验设备
PC 机⼀台,TD-ACC+实验系统⼀套,SST51 系统板⼀块
实验内容
1.编写程序,实现信号通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机,计算机再把数字量送到 D/A 转换器输出。
2.编写程序,分别⽤直线插值法和⼆次曲线插值法还原信号。
实验原理
1.采样与保持
(1)⾹农 (采样) 定理:若对于⼀个具有有限频谱 (|W|
(2)实验线路图:本实验中,我们将具体来验证⾹农定理。可设计如下的实验线路图,图中画“o ”的线需⽤户在实验中⾃⾏接好,其它线系统已连好。图1.2-1中,⽤ P1.7 来模拟 1#定时器的输出,通过“OUT1”排针引出,⽅波周期=定时器时常
×2,“IRQ7”表⽰ 51 的外部中断 1,⽤作采样中断。这⾥,正弦波单元的“OUT ”端输出周期性的正弦波信号,通过模数转换单元的“IN7”
端输⼊,系统⽤定时器作为基准时钟 (初始化为 10ms),定时采集“IN7”端的信号,转换结束产⽣采样中断,在中断服务程序中读⼊转换完的数字量,送到数模转换单元,在“OUT1” 端输出相应的模拟信号。由于数模转换器有输出锁存能⼒,所以它具有零阶保持器的作⽤。
采样周期 T= TK × 10ms ,TK 的范围为 01~ FFH ,通过修改 TK 就可以灵活地改变采样周期,后⾯实验的采样周期设置也是如此。
计算机控制系统实验报告3
北京信息科技大学
自动化学院
实验报告
课程名称计算机控制系统
实验名称数字滤波
实验仪器 PC机一台、TD-ACC 专业自动化
班级/学号自控XXXX 2007012XXX 学生姓名
实验日期 2011.3.14 实验地点
成绩
指导教师
北京信息科技大学
自动化学院
(计算机控制系统)实验报告
专业: 自动化专业班级: 自控XXXX 学号: 2007012XXX 姓名: 实验名称数字滤波实验地点实验室706 实验时间2011.3.14 1.实验目的:
1. 学习和掌握一阶惯性滤波
2. 学习和掌握四点加权滤波
2.实验设备:
PC 机一台,TD-ACC 实验系统一套,SST51 系统板一块。
3.实验原理及内容:
一般现场环境比较恶劣,干扰源比较多,消除和抑制干扰的方法主要有模拟滤波和数字滤波两种。由于数字滤波方法成本低、可靠性高、无阻抗匹配、灵活方便等特点,被广泛应用,下面是一个典型数字滤波的方框图:
1.滤波器算法设计
一阶惯性滤波:
1
XK:当前采样时刻的输入
YK:当前采样时刻的输出
YK-1:前一采样时刻的输出
四点加权滤波算法为:
XK:当前采样时刻的输入
XK-1:前一采样时刻的输入
YK:当前采样时刻的输出
2.参考流程图:
参考程序:请参照随机软件中 example51 目录中的 ACC1-3-1 文件夹中的 ACC1-3-1.UV2 (一阶惯性),ACC1-3-2 文件夹中的 ACC1-3-2.UV2 (四点加权)。
3.实验线路图:
图中画“○”的线需用户在实验中自行接好,运放单元需用户自行搭接。
上图中,用 P1.7 来模拟 1#定时器的输出,通过 OUT1 排针引出,方波周期=定时器时常×2,“IRQ7”表示 51 的外部中断 1,用作采样中断。
计算机控制技术实验
实验一输入与输出通道
一、实验目的
1.学习A/D 转换器原理及接口方法,并掌握ADC0809 芯片的使用
2.学习D/A 转换器原理及接口方法,并掌握TLC7528 芯片的使用
二、实验设备
PC 机一台,TD-ACC+实验系统一套,i386EX 系统板一块
三、实验内容
1.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。
2.编写实验程序,实现D/A 转换产生周期性三角波,并用示波器观察波形。
四、实验原理
1.A/D 转换实验
ADC0809 芯片主要包括多路模拟开关和A/D 转换器两部分,其主要特点为:单电源供电、工作时钟CLOCK 最高可达到1200KHz、8 位分辨率,8 个单端模拟输入端,TTL 电平兼容等,可以很方便地和微处理器接口。TD-ACC+教学系统中的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)。根据实验内容的第一项要求,可以设计出如图1.1-1 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
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中国石油大学计算机控制实验报告实验日期:2011.11.30
成绩:
班级:自动化08-4 姓名:陈方光学号:08071402
实验一基于NI6008的数据采集
1.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。
2.实验设备:
计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机
3.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
4. 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
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。
(3)使用MATLAB和OPC通讯技术进行数据采集:
(4)编写程序,实现数据的定时采集和显示。
5.实验结果
1)测试NI6008数据通讯卡
首先将NI6008数据采集卡的AI负端与GND端短接,然后通过usb数据线连接计算机,打开opc端口调试工具,添加NI数据采集卡,添加自己所需的输入、输出端口,通过向输入端强制写入1,观察AO端口显示数据,能较精确的跟踪输入数据,该数据采集完好。
2)使用matlab和opc进行数据采集及其显示
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’,
0.2,‘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
将读取的数据存储并动态显示于图中:
function myread(obj,event)
global tt k y da grp itmRead Ts itmWrite
r=read(itmRead);
k=k+1;
tt(k)=(k-1)*Ts;
y(k)=r.Value;
hold on
plot(tt,y)
if k>70/Ts
Write(itmWrite,0);
num=[1.484];
den=[46.4067,15.994,1];
[y,t]=step(tf(num,den),1:0.2:70);
plot(t,y)
out = timerfind;
stop(out);
delete(out);
disconnect(da);
end
表1:数据采集表
时间采集数
据时间
采集数
据时间
采集数
据时间
采集数
据时间
采集数
据
0.00 0.00 4.00 1.67 8.00 1.67 12.00 1.68 16.00 1.67 0.20 0.02 4.20 1.67 8.20 1.66 12.20 1.66 16.20 1.66 0.40 0.74 4.40 1.67 8.40 1.68 12.40 1.66 16.40 1.67 0.60 1.30 4.60 1.67 8.60 1.67 12.60 1.68 16.60 1.67
0.80 1.52 4.80 1.67 8.80 1.67 12.80 1.66 16.80 1.66
1.00 1.62 5.00 1.66 9.00 1.67 13.00 1.67 17.00 1.67 1.20 1.64 5.20 1.67 9.20 1.68 13.20 1.67 17.20 1.66 1.40 1.66 5.40 1.66 9.40 1.67 13.40 1.66 17.40 1.66 1.60 1.67 5.60 1.67 9.60 1.66 13.60 1.66 17.60 1.67
1.80 1.66 5.80 1.65 9.80 1.67 13.80 1.66 17.80 1.67
2.00 1.67 6.00 1.64 10.00 1.67 14.00 1.66 18.00 1.67 2.20 1.66 6.20 1.66 10.20 1.68 14.20 1.66 18.20 1.64 2.40 1.68 6.40 1.66 10.40 1.68 14.40 1.67 18.40 1.67 2.60 1.67 6.60 1.66 10.60 1.66 14.60 1.67 18.60 1.67
2.80 1.67 6.80 1.66 10.80 1.67 14.80 1.67 18.80 1.67
3.00 1.66 7.00 1.67 11.00 1.67 15.00 1.67 19.00 1.67 3.20 1.67 7.20 1.67 11.20 1.67 15.20 1.68 19.20 1.65