(完整版)PID单回路温度控制系统实训报告

控制器
计算机
控制量 u
D/A
执行器
A/D
测量变送器
被控对象
被控量 y
基于 AC66来自百度文库1 的温度控制系统组成
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通过温度的设定值和反馈值，计算其偏差，并使用基本 PID、或不完全微分 PID 或微分先行 PID 或死区 PID 或积分分离 PID 或积分限幅 PID 控制算法输出控 制信号，整定 PID 参数，使被控的温度达到设定值。具体实训内容包括 AC6611 过程卡的接线和测试、数据采集程序设计、PID 算法程序设计、控制输出程序设 计、人机界面程序设计、PID 参数整定、实训报告。
输入 系统精度（FSR）
跳字
0－10V
0.1%
错误!未找到引用
源。 1LSB
0－5V
0.1%
错误!未找到引
用源。 1.5LSB
-5V－+5V
0.1%
错误!未找到引用
源。 1LSB
(2)模拟量输出(D/A) ●1路12位DA，分辨率12位，精度：0.2%， ●电压输出，最大输出电流：5毫安。 ●输出零点误差小于±10毫伏。 ●输出范围：10伏、±10伏，跳线器选择。 ●输出建立时间小于：50微秒。 ●输出插座：DB25(孔)连接器。
1.3 实训要求
完成一个基本 PID 或不完全微分 PID 或微分先行 PID 或死区 PID 或积分分离 PID 或积分限幅 PID 单回路温度控制系统的设计和调试过程。
通过实训，让学生了解计算机控制系统的基本组成，提出计算机控制系统的 设计思路，初步学会计算机控制系统软硬件设计及调试的方法，具备技术实现能 力；基本上能够处理实践过程中出现的问题并提出解决办法，进一步提高学生的 计算机应用水平。
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用带死区的 PID 控制算法的方式来达到控制温度的目的的。
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●输入耐压：高电平最大耐压：8伏，低电平：-0.4伏。 ●连接器：40脚扁平电缆插座。
(4)其它 ●符合PCI V2.1标准，供电：+5伏、+12伏、-12伏。 ●AC6611占用64个I/O选通空间(自动分配)。 ●工作温度：0-70℃，尺寸：12（W） X 9(H) (厘米)
2.2 应用方法和步骤
以 Windows XP 平台下安装 AC6611 驱动程序为例： ①关闭计算机的电源； ②将 ac6611 板卡插入 PCI 槽中； ③打开计算机电源，启动 Windows XP,Windows XP 将会显示找到新硬件； ④在“找到新硬件向导”对话窗中选择“从列表或指定位置安装”，下一步； ⑤选择驱动所在目录，进行安装（\ac6611\driver\）； ⑥按找到新硬件向导的提示进行下一步； ⑦Windows XP 将显示完成添加/删除硬件向导，单击完成即可完成安装过程 安装完毕后将在设备管理器中出现一个其他设备（其他设备是问号，不表示 设备有问题，只是表示系统不知道 ac6611 板卡是何种类型设备） 驱动安装后，ac6611.sys, ac6611.dll 文件就自动被复制到系统中去了，可以 进行其他测试、开发工作了。若无法正常安装，请换一台机器再尝试安装过程， 若安装成功，说明安装不成功的机器系统有问题，考虑重装系统，在进行安装 AC6611 驱动。
关于计算机控制系统综合实训报告
1.实习内容及其要求
1.1 实训目的
掌握计算机控制系统的组成结构 掌握数字 PID 控制算法的应用 掌握数字 PID 参数的整定 掌握数字 PID 算法改进 掌握计算机控制系统的硬件连接、调试方法与步骤
1.2 实训内容
计算机控制系统的一般形式
给定值 r
偏差 e
+ – 测量值 z
2.3 接线
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3.方案设计
3.1 加热器的过程特性
指被控过程输入量发生变化时，过程输出量的变化规律。加热器的过程特性 是带滞后的一阶对象。也就是它不能发生突变，温度不能在很短的时间升高达到 一个比较大的值，只能通过 PID 的运算后慢慢的升至设定温度。同时也不能达到 瞬间降温的效果，加热器内没有安装专门的散热装置，只有通过自然冷却达到设 定的温度值（这个值一般不能低于室内温度），这个过程比较缓慢，等待的时间 会比较长。在实验中就得注意，设定的温度最好从小到大以此进行设定，这样方 便操作也节约了时间。
3.2 加热器温度控制系统的实现方案
硬件连接好后通过静态测试软件测试硬件与电脑能正常通信后，通过可视 化程序软件对系统的设计。利用 AC6611 板卡采集数据，通过总线送入 PC，将设 定值和采样值进行比较，经过程序设定的算法后输出一个偏差，得出控制量通过 AC6611 板卡送达加热器，如果偏差大，温度加热器将对装置的温度进行加热达 到设定的温度值，如果偏差为 0，说明设定的温度比采样温度低，加热器不会加 热，而通过自然冷却的方式使加热器降温从而达到设定的温度值。我们这组是采
(3)开关量输入/输出 ●16路开关量输入（2个8位），16路开关量输出（2个8位） ●TTL电平（兼容3伏逻辑） ●开关量输出复位后为输出为低电平“0”。 ●输出高电压 > 2.5V，低电压 < 0.5V,最大输出电流 ：8mA ●输入电流：<0.1mA 输入高电压门限：〉2V， 低电压：〈 0.8V。
2.AC6611 多功能过程通道卡
2.1 功能特点及技术指标
AC6611 是一款廉价通用 A/D、D/A 板，AD 工作在查询方式，采用 PCI 总线支 持即插即用、无需地址跳线。AC6611 具有 16 路单端模拟输入、32 路开关量（16 路输入及 16 路输出）、一路 12 位 D/A。AC6611 采用大规模可编程门阵列设计。
AC6611 性能参数 (1)模拟量输入(A/D) ●A/D转换器: 120KHZ ,12位A/D,ADS7816,A/D内置采样保持器。 ●工作方式：软件查询。
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●16路单端输入，输入阻抗：1MΩ ●最大输入耐压电压:< +12V / －5.5V，瞬时输入耐压：-25V - +30V ●连接器：DB25孔式输入连接器。 ●A/D最大通过率: 70KHZ,输入通道建立时间<8uS。 ●双极性输入范围：错误!未找到引用源。 5V，单极性输入范围：5V、10V。 输入范围跳线器选择，对应输入幅度及精度如下：