计控实验
计控实验报告
一、实验模块计控实验二、实验标题基于单片机的智能家居控制系统设计三、实验日期2021年10月15日四、实验操作者张三五、实验目的1. 学习单片机的基本原理和应用。
2. 掌握智能家居控制系统的设计方法。
3. 提高动手能力和创新能力。
六、实验原理智能家居控制系统是一种以单片机为核心，通过网络通信、传感器和执行器实现家庭自动化控制的系统。
本实验采用51系列单片机作为控制核心，通过编写程序实现对家庭设备的远程控制。
七、实验步骤1. 硬件设计（1）选择合适的单片机：本实验选用STC89C52单片机。
（2）设计电路图：根据实验要求，设计智能家居控制系统的电路图，包括电源模块、通信模块、传感器模块、执行器模块等。
（3）购买所需元器件：根据电路图，购买所需的元器件，如单片机、继电器、传感器、执行器、电阻、电容等。
2. 软件设计（1）编写程序：使用C语言编写单片机程序，实现智能家居控制功能。
（2）程序调试：在Keil环境下进行程序调试，确保程序正常运行。
3. 实验操作（1）搭建电路：按照电路图连接电路，包括电源、单片机、传感器、执行器等。
（2）编写程序：在Keil环境下编写程序，实现智能家居控制功能。
（3）下载程序：将编写好的程序下载到单片机中。
（4）测试功能：通过传感器采集数据，控制执行器动作，验证智能家居控制系统的功能。
八、实验环境1. 实验室：具备单片机实验设备、电源、通信设备、传感器、执行器等。
2. 软件：Keil C51、Proteus仿真软件等。
九、实验过程1. 搭建电路：按照电路图连接电路，包括电源、单片机、传感器、执行器等。
2. 编写程序：在Keil环境下编写程序，实现智能家居控制功能。
3. 下载程序：将编写好的程序下载到单片机中。
4. 测试功能：通过传感器采集数据，控制执行器动作，验证智能家居控制系统的功能。
（1）温度传感器采集室内温度，当温度超过设定值时，空调自动开启降温。
（2）光照传感器采集室内光照强度，当光照强度低于设定值时，灯光自动开启。
计算机控制 实验报告
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。
计控实验
第三章 实验项目实验一 直流电机对象伺服系统设计实验1.1 直流伺服电机对象建模一、实验目的了解直流伺服电机原理、伺服系统组成和常用驱动技术，理解直流伺服电机的数学模型及其建立方法，掌握阶跃飞升法进行系统辨识的方法。
二、实验属性验证性 三、实验设备PC 机一台，MATLAB 软件。
四、实验原理1）直流伺服电机概述直流伺服电机构造与普通直流电机一样，由磁极、电枢绕组、电刷和换向器组成。
其基本工作原理与普通直流电机一样。
现代直流电机的驱动放大大都是采用晶体管功率放大器来实现。
晶体管放大器系统可分为线性放大器和开关放大器两种类型。
线性放大器一般在小功率的场合有所应用，而大量采用的是开关型放大器。
开关型放大器通常分为三种：脉宽调制（PWM ）、脉冲频率调制（PFM ）和可控硅整流（SCR ）。
在运动控制系统中，需要对电机的转矩、速度和位置等物理量进行控制。
因此，从控制的角度来看，对直流电机驱动及其控制过程有电流反馈、速度反馈和位置反馈等控制形式。
单闭环直流电机控制系统如图1所示。
图1 直流单闭环控制系统2）直流伺服电机模型图2直流伺服电机采用电枢电压控制时的电枢等效电路。
au a图 2 直流电机电枢电压控制时的等效电路其中，L a 和R a 分别是电枢绕组的电感和电阻，T L 为负载转矩。
为了获得正确的直流电机数学模型，可根据电磁学原理和物理学原理得出以下方程：电压平衡方程 a ()()()a am di t U R i t L E t dt++a （t)= 感应电动势方程 ()m e E t C =ω 电磁转矩方程 ()()T t K i t =τ空载时转矩平衡方程 ()()()d t t JB t dt=+ωτω 其中，J 、B 分别为等效到电机控制轴上的转动惯量和阻尼系数，C e 、K T 分别为感应电动势系数和电磁转矩系数。
为了把输入/输出关系式写成传递函数形式，需要对各个方程进行拉普拉斯变换，得到如下代数方程组：()()()()()()()()()()()a a m m eT U s R I s LsI s E s E s C s T s K I s T s Js s B s =++⎧⎪=Ω⎪⎨=⎪⎪=Ω+Ω⎩ ，可以得到以电枢电压为输入变量，电机转速为输出变量的传递函数为：2()()()T a a a a a e TK s U s L Js L B R J s R B C K Ω=++++ 上式是直流电机速度控制系统精确的输入/输出关系式。
计算机控制技术实验报告(完整版)
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。
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》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。
计控实验
[实验1.1]采样实验
改变正弦波频率f的值，观察不同采样周期下输出波形与输入波形相比的复原程度。
（1）T=10ms f=80Hz
（2）T=10ms f=60Hz
（3）T=10ms f=40Hz（开始出现失真现象）
（4）T=10ms f=20Hz
（5）T=10ms f=10 Hz（失真越来越严重）
（6）T=10ms f=5Hz
【总结】在周期T一定时，频率越小，失真越严重。
[实验1.2]采样/保持器实验（T i=0.1s,T=0.5s,K=5ms）
临界稳定的采样周期T：（1）计算值：40ms；（2）计算值：40ms
采样周期信号频率过低将会影响系统的稳定性。
采样周期T可由用户在界面上直接修改，在不同采样周期下，观察、比较输出的波形。
（1）T=10ms（系统稳定，超调量δ=73.44%，调节时间ts=4.6s，峰值时间tp=0.32s）
（2）T=20ms（系统稳定，超调量δ=79.68%，调节时间ts=6.08s，峰值时间tp=0.36s）
（3）T=30ms（系统衰减收敛——稳定，峰值时间tp=0.36s）
（4）T=40ms（系统等幅振荡——临界稳定，峰值时间tp=0.32s）
（5）T=45ms（系统发散——不稳定，峰值时间tp=0.36s）
（6）T=50ms（系统发散——不稳定，峰值时间tp=0.36s）。
计算机控制实验(共6次)
实验一 A/D与D/A 转换一．实验目的1．通过实验，熟悉并掌握实验系统原理与使用方法。
2．通过实验掌握模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。
二．实验内容1．利用实验系统完成测试信号的产生2．测取模数转换的量化特性，并对其量化精度进行分析。
3．设计并完成两通道模数转换与数模转换实验。
三．实验步骤1．了解并熟悉实验设备，掌握以C8051F060为核心的数据处理系统的模拟量通道设计方法，熟悉上位机的用户界面，学习其使用方法；2．利用实验设备产生0～5V的斜坡信号，输入到一路模拟量输入通道，在上位机软件的界面上测取该模拟量输入通道当A/D转换数为4位时的模数转换量化特性；3．利用实验箱设计并连接产生两路互为倒相的周期斜坡信号的电路，分别输入两路模拟量输入通道，在上位机界面的界面上测取它们的模数转换结果，然后将该转换结果的数字量，通过数模转换变为模拟量和输入信号作比较；4．编写程序实现各种典型测试信号的产生，熟悉并掌握程序设计方法；5．对实验结果进行分析，并完成实验报告。
四．附录1．C8051F060概述C8051F060是一个高性能数据采集芯片。
芯片内集成了：（1）与8051兼容的内核：额定工作频率25MHz，流水线指令结构，70%的指令的执行时间为一个或两个系统时钟周期。
5个通用16位定时器∕计数器，59条可编程的I/O线，22个中断源（2个优先级）。
（2）模拟I/O：C8051F060的ADC子系统包括两个1Msps、16 位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC，ADC 中集成了跟踪保持电路、可编程窗口检测器和DMA 接口；两个12位电压输出DAC转换器，用于产生无抖动的波形。
内部电压基准，精确的VDD监视器和欠压监测器。
（3）存贮器：64KB片内闪速/电擦除程序存贮器（EEPROM）,4KB片内数据存贮器（SRAM）。
（4）片内其它外围：2个UART串行I/O,SPI串行I/O，专用的看门狗定时器，电源监视器，温度传感器，内部可编程振荡器3~24.5MHz或外接震荡器。
计控实验操作说明
计算机控制实验注意事项：1、硬件接线如下：O1接环节输入，中间环节输出接I1，如果两路AD和DA同时使用，接线按照实验指导书，中间环节电路中的锁零G接到-15V。
2、按下“启动暂停”按键程序开始运行,再次按下该按键程序暂停。
3、测试信号设置选项框中可以设置发出的波形的种类、幅值、频率、占空比、采样开关T、采样时间。
4、深度选项可以设定图形显示控件存储历史数据的深度。
5、下端的参数设置可以设置实验的响应参数。
6、按下退出按键程序退出。
实验一：A/D、D/A转换1．量化实验：a、实验接线，实验箱上信号源部分的斜波信号接到I1，I2接O1。
b、打开LabVIEW软件参考程序实验一.VI。
c、R0=R1=R2=R3=R4=100K。
d、锁零接-15V2．两路互为倒相的周期斜波信号的产生：a、模拟电路如下图1.1所示。
b、实验接线如图所示，其中R0=R1=R2=R3=R4=100K。
O1为周期斜波信号，O2为偏置值，I1，I2互为倒相的周期信号。
c、锁零接-15V。
d、打开LabVIEW软件参考程序实验一.VI。
3．测试信号的发生：a、b、实验二：数字滤波1．连续系统串联校正及动态性能，此实验在自控理论实验中完成。
2．计算机闭环控制系统的混合仿真。
a、模拟电路如下图3.3所示。
b、实验接线，O1接Om，In接I1。
c、锁零接-15V。
d、打开LabVIEW软件参考程序实验三.VI。
实验四：数字PID控制算法的研究1．模拟电路如图4.1所示。
2．实验接线，O1接Om，In接I1。
3．锁零接-15V。
4．R0＝100k，R1＝500k，C1＝2u，R2＝100k，R3＝100k，C2＝1u。
5．打开LabVIEW软件参考程序实验四，数字PID控制器的参数整定，可以通过KP、TI、实验六：解耦控制的算法研究1．模拟电路如图6.2所示。
2．实验接线也如6.2图所示。
3．锁零接-15V。
4．R0＝R1＝100k，R2＝R3＝500k，C1＝1uF，R4＝R5＝R6＝R7=100k，C2＝1uF，R8＝200k。
计算计控制实验 模板
计算机控制系统实验报告班级：学号：姓名：实验一 D/A数模转换实验一、实验目的1．掌握数模转换的基本原理。
2．熟悉12位D/A转换的方法。
二、实验仪器1．EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台2．PC计算机一台三、实验内容通过A/D&D/A卡完成12位D/A转换的实验，在这里采用双极性模拟量输出，数字量输入范围为：0～4096，模拟量输出范围为：－5V～+5V。
转换公式如下：Uo= Vref - 2Vref(211K11+210K10+...+20K0)/ 212Vref=5.0V例如：数字量=000110011001 则K11=1,K10=0,K9=1,K8=0,K7=1,K6=1,K5=0,K4=1,K3=0,K2=0,K1=0,K0=1模拟量Uo= Vref - 2Vref(211K11+210K10+...+20K0)/ 212=4.0V四、实验步骤1．连接A/D、D/A卡的DA输出通道和AD采集通道。
A/D、D/A卡的DA1输出接A/D、D/A卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
2．启动计算机，在桌面双击图标[Computerctrl]或在计算机程序组中运行[Computerctrl]软件。
3．测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。
如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。
4．在实验项目的下拉列表中选择实验一[D/A数模转换实验], 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。
5．在参数设置对话框中设置相应的实验参数后，在下面的文字框内将算出变换后的模拟量，6. 点击确定，在显示窗口观测采集到的模拟量。
并将测量结果填入下表:五、实验报告1．画出数字量与模拟量的对应曲线。
2．计算出理论值，将其与实验结果比较，分析产生误差的原因。
实验二 A/D模数转换实验一、实验目的1．掌握模数转换的基本原理。
2．熟悉10位A/D转换的方法。
二、实验仪器1．EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台2．PC计算机一台三、实验内容通过A/D&D/A卡完成10位D/A转换的实验，在这里采用双极性模拟量输入，模拟量输入范围为：－5V～+5V，数字量输出范围为：0～1024。
计算机控制原理实验报告
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
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。
同时，本次实验也让我意识到了计算机控制系统在现代工业生产中的重要性和广泛应用。
结语计算机控制系统实验是计算机科学与技术专业的重要实践环节。
通过实际操作和数据分析，可以加深对计算机控制系统的理论知识的理解，并为今后的工作和研究提供基础。
计控实验报告采样实验
一、实验模块1. 采样定理验证2. 采样保持电路设计3. 采样误差分析二、实验标题采样实验三、实验目的1. 理解采样定理的基本原理。
2. 掌握采样保持电路的设计方法。
3. 分析采样误差对系统性能的影响。
四、实验日期、实验操作者实验日期：2022年X月X日实验操作者：XXX五、实验原理1. 采样定理：若一个连续信号x(t)在时域内满足以下条件，则其采样信号x(t)可以完全恢复原信号。
（1）x(t)是有界的；（2）x(t)在所有t=0的整数倍处都是连续的；（3）x(t)的频谱X(f)满足X(f)≤0，且X(f)的绝对值在所有f=0的整数倍处均为0。
2. 采样保持电路：采样保持电路是模拟信号数字化的关键环节，其主要作用是将模拟信号在某一时刻的值采样并保持一段时间，以便进行后续的数字处理。
3. 采样误差：采样误差是指采样过程中，由于采样频率的限制，导致采样信号无法完全恢复原信号而产生的误差。
采样误差包括量化误差和失真误差。
六、实验步骤1. 采样定理验证（1）设计一个连续信号x(t)，使其满足采样定理的条件；（2）对x(t)进行采样，采样频率满足采样定理的要求；（3）观察采样信号x(t)与原信号x(t)的相似程度。
2. 采样保持电路设计（1）选择合适的采样保持电路模块，如ADC（模数转换器）；（2）根据实际需求，设置采样保持电路的参数，如采样频率、采样保持时间等；（3）测试采样保持电路的采样保持效果。
3. 采样误差分析（1）分析量化误差：观察不同量化位数对采样信号的影响；（2）分析失真误差：观察不同采样频率对采样信号的影响；（3）比较不同采样误差对系统性能的影响。
七、实验结果与分析1. 采样定理验证（1）根据实验结果，观察采样信号x(t)与原信号x(t)的相似程度，验证采样定理的正确性；（2）分析实验过程中的采样频率、采样时间等参数对采样信号的影响。
2. 采样保持电路设计（1）根据实验结果，观察采样保持电路的采样保持效果，验证电路设计的正确性；（2）分析不同参数对采样保持效果的影响。
计算机控制系统实验报告DOC
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。
计算机控制技术实验报告
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报告
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。
计算机控制技术基础实验
第三章计算机控制技术基础实验实验一A/D与D/A转换一、实验目的1．通过实验了解实验系统的结构与使用方法；2．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1．THBCC-1型信号与系统•控制理论及计算机控制技术实验平台2．THBXD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)3．PC机1台(含软件“THBCC-1”)三、实验内容1．输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之；2．在上位机输入一十进制代码，完成通道的数模转换实验。
四、实验步骤1. 启动实验台的“电源总开关”，打开±5、±15V电源。
将“阶跃信号发生器”单元输出端连接到“数据采集接口单元“的“AD1”通道,同时将采集接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端；2、将“阶跃信号发生器”的输入电压调节为1V；3. 启动计算机，在桌面双击图标“THBCC-1”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；4. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始”按钮，观测采集卡上AD转换器的转换结果，在输入电压为1V(可以使用面板上的直流数字电压表进行测量)时应为00001100011101(共14位，其中后几位将处于实时刷新状态)。
调节阶跃信号的大小，然后继续观察AD转换器的转换结果，并与理论值(详见本实验附录)进行比较；5. 根据DA转换器的转换规律(详见本实验附录)，在DA部分的编辑框中输入一个十进制数据（如2457，其范围为0～4095），然后虚拟示波器上观测DA转换值的大小；6 实验结束后，关闭脚本编辑器窗口，退出实验软件。
五、附录1．数据采集卡本实验台采用了THBXD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±10V、输出量程均为±5V。
计算机控制技术实验报告
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）。
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：计算机控制系统是指利用计算机技术和控制理论，对各种设备、机器和系统进行自动控制的一种系统。
它广泛应用于工业生产、交通运输、农业、医疗等各个领域。
本实验报告旨在介绍计算机控制系统的原理、应用以及实验过程和结果。
一、计算机控制系统的原理计算机控制系统的原理主要包括传感器、执行器、控制器和计算机四个部分。
传感器负责将被控制对象的信息转化为电信号，传输给控制器；执行器根据控制器的指令，对被控制对象进行操作；控制器负责接收传感器的信号，经过处理后输出控制指令；计算机则是控制系统的核心，负责控制算法的实现和数据处理。
二、计算机控制系统的应用计算机控制系统在各行各业都有广泛的应用。
在工业生产中，计算机控制系统可以实现自动化生产线的控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，计算机控制系统可以实现交通信号灯的智能控制，优化交通流量，减少交通拥堵。
在农业领域，计算机控制系统可以实现温室大棚的自动控制，提供适宜的生长环境，提高作物产量。
在医疗领域，计算机控制系统可以实现医疗设备的精确控制，提高手术的成功率。
三、实验过程和结果为了验证计算机控制系统的原理和应用，我们进行了一个小型实验。
实验中，我们使用了一个温室大棚作为被控制对象，利用传感器采集温度和湿度信息，通过控制器对温室内的温度和湿度进行控制。
实验结果显示，当温度过高时，控制器会发出指令，执行器会启动风扇降低温度；当湿度过高时，控制器会发出指令，执行器会启动除湿机降低湿度。
通过实验，我们验证了计算机控制系统在温室大棚中的应用效果。
结论：计算机控制系统作为一种自动化控制系统，具有广泛的应用前景。
它可以提高生产效率、优化交通流量、提高农作物产量、提高手术成功率等。
随着计算机技术的不断发展，计算机控制系统的功能和性能将进一步提升。
我们相信，在未来的发展中，计算机控制系统将在各个领域发挥更大的作用，为人们的生活带来更多的便利和效益。
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实验二最小拍控制系统
4.1.1 实验目的
1．掌握最小拍有纹波控制系统的设计方法。
2．掌握最小拍无纹波控制系统的设计方法。
4.1.2 实验设备
PC 机一台，TD-ACC + 实验系统一套，i386EX 系统板一块
4.1.3 实验原理及内容
典型的最小拍控制系统如图 4.1-1 所示，其中D(Z)为数字调节器，G(Z)为包括零阶保持
器在内的广义对象的Z 传递函数，Φ(Z)为闭环Z 传递函数，C(Z)为输出信号的Z 传递函数，R(Z)为输入信号的Z 传递函数。
1 ．最小拍有纹波系统设计
图 4.1-2 是一个典型的最小拍控制系统。
2 ．最小拍无纹波系统设计
有纹波系统虽然在采样点上的误差为零，但不能保证采样点之间的误差值也为零，因此
存在纹波现象。
无纹波系统设计只要使U(Z)是Z -1 的有限多项式，则可以保证系统输出无纹波。
即：
式中P i 、Z i ――分别是G(Z)的极点和零点。
为了使U(Z)为有限多项式，只要Φ(Z)的零点包含G(Z)的全部零点即可，这也是最小拍无纹波设计和有纹波设计的唯一不同点。
如图 4.1-2 所示，针对单位斜波输入，无纹波系统控制算法可设计为：
3. 实验线路图
图 4.1-2 所示的方框图，其硬件电路原理及接线图可设计如下，图中画“○”的线需用户在实验中自行接好，对象需用户在运放单元搭接。
上图中，控制计算机的“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，“IRQ7”表示386EX 内部主片8259 的7 号中断，用作采样中断，“DIN0”表示386EX 的I/O 管脚P1.0，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 通过模数转换单元“IN7”端输入，控制计算机的定时器作为基准时钟(初始化为10ms)，定时采集“IN7”端的信号，通过采样中断读入信号 E 的数字量，并将采样值进行D(Z)计算，得到相应的控制量，再把控制量送到数模转换单元，在“OUT1”端输出相应的模拟信号，来控制对象系统。
4. 数字控制器的实现
图 4.1-4 是数字控制器实现的参考程序流程图。
实验参考程序：请参照随机软件中的example 目录中的ACC4-1-1.ASM(有纹波)，
ACC4-1-2.ASM(无纹波)。
在参考程序中，采样周期T=T K ·10ms，T K 的取值范围为01H~FFH，所以T 的范围为10ms~2550ms。
例如：当T=1S 时，有
D(Z)算式中的K i 和P i 取值范围为－0.9999～+0.9999，在参考程序中分别用相邻的三个字节存储其BCD 码，例如：K 0 ＝0.5435，K 1 =－0.2 其存储方式为
第一个字节表示符号，00H 表示正数，01H 表示负数。
4.1.4 实验步骤
1. 参考流程图4.1-4 编写程序，检查无误后编译、链接。
2. 按照实验线路图4.1-3 接线。
检查无误后开启设备电源。
3．将模拟实验对象进行整定，具体整定方法参见附录一。
对象的输入信号选择：当为有纹波设计时，选择方波信号。
调节电位器使方波信号的幅值为 2.5V，周期为6S。
当为无纹波设计时，选择单位斜波信号，斜波幅值为6S，上升时间为6S。
4．分别将有纹波和无纹波设计方法得到的参数写入程序，分别装载并运行程序，用示波器观察对象的测量点“C”和数模转换单元的“OUT1”端，并记录波形进行分析。
注意：实验中有纹波是针对阶跃输入设计，而无纹波是针对斜波输入信号设计，所以实验时要注意
正确的选择信号源。
4.1.5 实验结果及分析
最小拍控制系统的设计方法是简便的，结构也是简单的，设计结果可以得到解析解，便
于计算机实现。
但是最小拍设计存在如下一些问题：
(1) 最小拍控制系统对输入形式的适应性差，当系统的输入形式改变，尤其是存在随机
扰动时，系统的性能变坏。
(2) 最小拍控制系统对参数的变化很敏感，在实验过程中，随着外部条件的变化，对象
参数的变化是不可避免的，以及计算机在计算过程中产生的误差，从而使得实际输出可能偏
离期望值。
实验三数字脉冲分配器和步进电机调速控制
步进电机是工业控制中的主要控制元件之一，具有快速启停、精确步进及直接接收数字量的特点。
步进电机实际上是一个脉冲/角度转换器，在步进电机控制系统中，脉冲分配器产生周期性的脉冲序列，步进电机每接收到一个脉冲，就沿规定方向走一步。
本实验中用程序实现脉冲分配器。
2.1.1 实验目的
1．了解步进电机的工作原理。
2．用程序实现脉冲分配器，并对步进电机进行顺序控制。
2.1.2 实验设备
PC 机一台，TD-ACC + 实验系统一套，i386EX 系统板一块
2.1.3 实验原理
1．本实验使用35BYJ46 型四项八拍电机，电压为DC12V，励磁线圈及励磁顺序如下图。
2．实验线路图：图中画“○”的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。
上图中，控制计算机通过程序控制DOUT0 ～DOUT3 (对应386EX 的I/O 管脚P1.4～P1.7)的输出步进电平，并经过驱动电路使步进电机步进。
驱动电路采用ULN2803A 达林顿反相驱动器，驱动电流可达500mA，其作用是将控制计算机输出的控制脉冲进行功率放大，产生电机工作所需的激励电流。
参照步进电机的节拍表，DOUT0 ～DOUT3 输出电平和步序的对应表如下所示：
2.1.4 实验步骤
1．编写程序，检查无误后编译、链接。
实验程序请参照随机软件中的example 目录中的ACC2-1-1.ASM。
2．按图2.1-2 接线，检查无误后开启设备电源。
3．装载并运行程序，观察电机转速。
4．改变程序中的步间延时，再观察电机转速。
2.1.5实验现象
将其对应输出值分别改为1H,6H,9H,电动机的转速不断加快。
2.2 数字PWM 发生器和直流电机调速控制
2.2.1 实验目的
1．掌握脉宽调制(PWM) 的方法。
2．用程序实现脉宽调制，并对直流电机进行调速控制。
2.2.2 实验设备
PC 机一台，TD-ACC + 实验系统一套，i386EX 系统板一块
2.2.3 实验原理
1．PWM (Pulse Width Modulation) 简称脉宽调制(见图2.2-1)。
即，通过改变输出脉冲
的占空比，实现对直流电机进行调速控制。
2．实验线路图：图中画“○”的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。
图中，“DOUT0”表示386EX 的I/O 管脚P1.4，输出PWM 脉冲经驱动后控制直流电机。
本实验中，由系统产生1ms 的定时中断。
在中断处理程序中完成PWM 脉冲输出。
最后通过控制计算机的数字量输出端DOUT0 引脚来模拟PWM 输出，并经达林顿管输出驱动直流电机，实现脉宽调制。
3．参考流程图
实验参考程序：请参照随机软件中的example 目录中的ACC2-2-1.ASM。
2.2.4 实验步骤
1．参考实验线路图的说明及流程图2.2-3，编写相应的主程序及PWM 子程序，检查无误后编译、链接。
2．按图2.2-2 接线，检查无误后开启设备的电源。
3．装载程序，将全局变量TK (PWM周期) 和PWM_T (占空比)加入监视，以便实验过程中修改。
4．运行程序，观察电机运行情况。
5．终止程序运行，加大脉冲宽度，即将占空比PWM_T 变大，重复第3 步，再观察电机的运行情况，此时电机转速应加快。
电机每转动一圈，“HR”端(霍尔元件的输出端)就会输出一个脉冲，用虚拟仪器中示波器的一路表笔测“HR”端的脉冲信号可算出电机此时的转速。
6．注意：在程序调试过程中，有可能随时停止程序运行，此时DOUT0 的状态应保持上次的状态。
当DOUT0 为 1 时，直流电机将停止转动；当DOUT0 为0 时，直流电机将全速转动，如果长时间直流电机处于全速转动，可能会导致电机单元出现故障，所以在停止程序运行时，最好将连接DOUT0 的排线拔掉或按系统复位键。
2.2.5实验现象
随着PWM_T变大，电机的转速也加快。