计控II型指导书
大学物理实验II指导书汇总
目录实验一电势差计测电动势 (1)实验二用电流场模拟静电场 (4)实验三电子束实验 (5)实验四霍耳效应法测量磁场 (8)实验四磁阻效应综合实验 (12)实验五分光计的使用和光栅测波长 (22)实验六光电效应 (28)实验七密立根油滴实验——电子电荷的测定 (31)实验七弗兰克—赫兹实验 (33)实验一 电势差计测电动势【实验原理】详见教材：《结构化大学物理实验》P.208−212。
仔细研读原理后回答以下问题： 问题1：能用电压表直接测出电池的电动势吗？为什么？问题2：箱式电势差计的工作原理图里有几个补偿回路？所测电动势的精度和什么有关？ 问题3：为什么温差电偶能用作温度计？补充内容：（一）本实验用高精度的1.0185V 稳压电源代替标准电池，虽然重复性较差，但比较环保，常温下也可以忽略温度对)(t E s 的影响。
（二）测量温差电动势时，因为实验装置的冷端为环境温度，误差较大，所以只测量t E ~关系，写出方程t E E θ+=0（三）UJ31电势差计中的一些参数1. 可测范围：0.001—170.00mV ；分两档，×1档为0.001—17.000mV （最小分度1μV ），×10档为0.01—170.00mV （最小分度10μV ）。
2. 准确度等级为0.05级，基本误差为(0.05%)x x U U U ∆=±+∆。
式中，x U 是被测电动势值（即示值），U ∆取值倍率为×10时，5=∆U μV ；倍率为×1时，5.0=∆U μV 。
【实验目的】（一）掌握电势差计的工作原理和结构特点。
（二）了解温差电偶的测温原理。
【实验内容】（一）电势差计的调节；（二）测温差电偶（铜-康铜）的温差电动势。
【实验器材】箱式电势差计，直流稳压工作电源，灵敏电流计，高精度1.0185V 标准电源，铜—康铜温差热电偶，加热装置。
【实验步骤及操作】（一）电势差的调节图10-1 UJ31型电势差计面板图1. 面板中各旋钮、开关介绍2．把S R旋至标准的电动势值的位置。
THKKL-2型控制理论实验箱实验指导书
THSSC-1型信号、系统、控制理论实验箱信号、系统、控制理论实验箱能完成高校信号与系统及控制理论教程的主要实验内容，它可以模拟控制工程中的各种典型环节和控制系统,并对控制系统进行仿真研究,使学生通过实验对信号与系统、自动控制理论有更深一步地理解。
并提高分析与综合系统的能力。
实验箱是集实验模块、扫频电源、交\直流数字电压表、稳压电源、信号源、频率计于一体，结构紧凑，性能稳定可靠，实验灵活方便，有利于培养学生的动手能力。
实验箱主要是由一整块单面敷铜印刷线路板构成，其正面（非敷铜面）印有清晰的图形、线条、字符，使其功能一目了然。
实验箱具有实验功能强、资源丰富、使用灵活、接线可靠、操作快捷、维护简单等优点。
所有的元器件均经精心挑选，属于优质产品，可放心让学生进行实验。
一、 组成和使用1、实验箱的供电实验箱的背面设有带保险丝管（1A）的220V单相交流电源三芯插座，另配有三芯插头电源线一根。
装置内设有五只降压变压器，为实验板提供多组低压交流电源。
实验板的组成：（1）正面左下方装有电源总开关一只，开关总电源。
（2）100多个高可靠的自锁紧式、防转、叠插式插座。
它们与固定器件、线路的连接已设计在印刷线路板上。
这类锁紧式插件，其插头与插座之间的导电接触面很大，接触电阻极其微小（接触电阻≤0.003Ω，使用寿命＞10000次以上），在插头插入时略加旋转后，即可获得极大的轴向锁紧力，拔出时，只要沿反方向略加旋转即可轻松地拔出，无需任何工具便可快捷插拔，同时插头与插头之间可以叠插，从而可形成一个立体布线空间，使用起来极为方便。
（3）扫频电源采用可编程器件ispLSI1032和单片机AT89C51设计而成，可在15Hz～80KHz的全程范围内进行扫频输出，扫频电源输出波形为正弦波，其峰峰值可达15V。
提供11档扫速，亦可选定点频输出。
此外还有频标指示，亦可显示输出频率等。
扫频电源的使用见实验指导书附录。
（4）直流稳压电源提供±15V和±5V直流稳压电源，具有短路保护功能和自恢复功能。
THJ-2型高级过程控制系统》
淡蓝色圆筒型有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于学生直接 观察液位的变化和记录结果。上、中水箱尺寸均为：d=25cm，h=20cm； 下水箱尺寸为：d=35cm，h=20cm。水箱结构非常独特，有三个槽，分别 是缓冲槽，工作槽，出水槽。上、中、下水箱可以组合成一阶、二阶、 三阶液位单回路控制实验和双闭环、三闭环液位串级控制等实验。储水 箱是采用不锈钢板制成，尺寸为：长×宽×高 = 68cm×52 ㎝×43 ㎝，
第一节 单容自衡水箱特性的测试.............................12 第二节 双容自衡水箱特性的测试.............................18 第三节 锅炉内胆特性的测试...... ........................22 第三章 回路控制系统实验........................................ 25 第一节 单回路控制系统的概述及调节器参数整定方法.......25 第二节 单容水箱液位定值控制系统.........................31 第三节 双容水箱液位定值控制系统.........................34 第四节 三容水箱液位定值控制系统.........................38 第五节 锅炉内胆静态水温定值控制系统....................42 第六节 锅炉夹套水温定值控制系统.........................45 第七节 电动阀支路流量的定值控制系统....................49 第四章 温度位式控制系统实验···································52 第一节 锅炉内胆水温位式控制系统 ........................52 第五章 串级控制系统实验............... ........................56 第一节 串级控制系统连接实验..............................56 第二节 水箱液位串级控制系统..............................60 第三节 三闭环液位控制系统................................64 第四节 锅炉夹套水温与锅炉内胆水温的串级控制系统.......68 第六章 滞后控制系统实验......................................72 第一节 盘管出水口温度滞后控制系统.......................72 附录一 调节仪表的技术指标和使用方法........................78
THPFSL-2型实训指导书(含使用说明书)
目录第一章可编程控制器的概述 (1)第二章可编程控制器基本指令简介 (5)第三章 GX Developer软件的使用及编程规则 (6)第四章 MCGS组态软件的介绍及使用 (9)第五章实训内容 (12)实训一PLC认知实训 (12)实训二数码显示控制 (15)实训三三相异步电机点动与自锁控制 (18)实训四三相异步电机联锁正反转控制 (20)实训五三相异步电机带延时正反转控制 (22)实训六三相异步电机Y/△换接起动控制 (24)实训七水塔水位控制 (26)实训八LED数码彩灯控制 (29)实训九传送带电机的模拟控制 (31)实训十装卸料小车的模拟控制 (34)实训十一智力竞赛抢答装置的控制 (36)实训十二加热炉自动上料系统的模拟控制 (38)实训十三钻孔动力头装置的模拟控制 (40)实训十四仓库门自动开闭装置的模拟控制 (42)实训十五液体混合装置控制的模拟 (44)实训十六机械滑台的模拟控制 (47)实训十七机械手动作的模拟控制 (51)实训十八十字路口交通灯控制 (54)实训十九装配流水线控制 (57)实训二十自动配料装车系统控制 (60)实训二十一自控成型机控制 (64)附录一 THPFSL-2型网络型可编程控制器综合实训装置使用说明书 (67)第一章 可编程控制器的概述可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller ，简称PLC 。
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。
THJ-2型实验指导书(NEW)
THJ-2型高级过程控制系统实验指导书浙江天煌科技实业有限公司前言本实验指导书是根据浙江天煌科技实业有限公司推出的全新THJ－2型、THJ－3型高级过程控制实验装置的相关内容编写的，可以满足各大高等院校所开设的《传感器检测与转换技术》、《过程控制》、《自动化仪表》、《自动控制理论》、《计算机控制》等课程实验的教学要求。
过程控制是生产过程自动控制的简称，这是自动化技术的一个重要组成部分。
通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期与程序进行的生产过程自动控制。
在现代工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。
THJ－2型、THJ－3型过程控制系统是以工业现场工艺设备为背景，以现行教材的教学内容为依据研发出的新一代的实验装置。
它不仅能满足本、专科工业自动化、自动控制等专业的相关课程实验教学的要求，而且也适用于研究生对课题的研究与开发。
例如，在这两套实验装置中增加了如比值控制、解耦控制和Smith 预估控制等复杂控制的内容。
本实验指导书共分两大部分。
第一部分是实验装置的使用说明，讲述了系统的组成、硬件的特点和技术指标、软件的使用介绍。
第二部分是实验项目部分，叙述了实验的原理、步骤及注意事项等。
通过对实验装置各个仪表的原理、工作情况及实验原理、软硬件的详细介绍，既使教师和学生对THJ-2型、THJ-3型高级过程控制实验装置有一个充分的认识，又有益于他们对工业生产现场控制系统的了解。
由于本实验指导书编写时间较为仓促，书中的缺点和错误在所难免，敬请各大专院校师生和广大读者批评指正。
目录绪论 (3)第一章 THJ-2型高级过程控制系统的概述 (5)第二章被控对象特性测试 (15)第一节单容水箱特性的测试第二节双容水箱特性的测试第三节锅炉内胆特性的测试第四节电动调节阀流量特性的测试第三章单回路控制系统实验 (27)第一节单回路控制系统的实践第二节上水箱(或中水箱或下水箱)液位定值控制系统第三节双容水箱液位定值控制系统第四节三容水箱液位定值控制系统第五节锅炉内胆静态水温定值控制系统第六节锅炉内胆动态水温定值控制系统第七节锅炉夹套水温定值控制系统第八节电动阀支路流量的定值控制系统第九节变频调速磁力泵支路流量的定值控制系统第四章温度位式控制系统实验 (57)第一节锅炉内胆水温位式控制系统第五章串级控制系统的实验 (60)第一节串级控制系统连接实践第二节水箱液位串级控制系统第三节三闭环液位控制系统第四节下水箱液位与电动调节阀支路流量的串级控制系统第五节下水箱液位与变频调速磁力泵支路流量的串级控制系统第六节锅炉夹套水温与锅炉内胆水温的串级控制系统第七节锅炉内胆水温与内胆循环水流量的串级控制系统第八节盘管出水口水温与热水流量的串级控制系统第九节盘管出水口水温与锅炉内胆水温的串级控制系统第六章比值控制系统实验 (89)第一节单闭环流量比值控制系统第二节双闭环流量比值控制系统第七章滞后控制系统实验 (96)第一节盘管出水口温度纯滞后控制系统第二章盘管出水口温度滞后控制系统第三节流量纯滞后控制系统第八章前馈-反馈控制系统实验 (104)第一节锅炉内胆水温的前馈-反馈控制系统第二节下水箱液位的前馈-反馈控制系统第九章解耦控制系统实验 (113)第一节上水箱水温与液位的解耦控制系统第二节锅炉内胆水温与锅炉夹套水温解耦控制系统绪论过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自动化技术的重要组成部分。
印刷厂生产计划控制作业指导书
印刷厂生产计划控制作业指导书
印刷厂生产计划控制作业指导书
生产计划控制是印刷厂的必备环节，它可以帮助印刷厂为客户提供高质量、及时、精准的印刷产品。
为了保证印刷产品的质量和及时性，印刷厂必须要制定合理有效的生产计划控制作业指导书，下面是生产计划控制作业指导书的具体内容。
一、生产计划控制
(1)制定合理的生产计划，分析客户的诉求和要求，制定出最合理的生产计划，以确保产品的及时生产；
(2)依据客户的要求，核对图纸资料，确保生产顺利，避免生产中出现文件不达标或不合格的状况；
(3)依据客户的要求，建立规范的生产流程，确保机械设备工作正常，并规定设备日常维护、安全检查等相关规定。
二、质量控制
(1)根据图纸资料，进行完整的设备检查，确保设备正常工作；
(2)定期检查印刷品质量，确保印刷品质达到客户要求；
(3)定期检查印刷产品尺寸，确保印刷产品精度达标。
三、物流管理
(1)根据客户要求，合理安排物流运输，确保产品安全送达；
(2)正确登记销售发票，按时开具收据；
(3)定期检查物流运输记录，确保物流运输有效追踪。
通过上述几点，本印刷厂制定的生产计划控制作业指导书，可以确保印刷的质量和及时性，为客户提供更优质的服务。
THSCCG-2实训指导书
THSCCG-2型传感器检测技术实训装置简介一、概述“THSCCG-2型传感器检测技术实训装置”完全采用实用的传感器元部件，模块化设计。
紧密结合现代传感器和检测技术的发展，使学员对传感器和检测技术的现状和未来有教为全面的了解和认识。
不仅适合职业教育的检测技术、仪器仪表以及自动控制等专业的实训，而且也适用工业电气、机电一体化机电设备安装、电动电气等方面的技术人员培训。
二、设备构成实训装置由主控台、传感器及信号处理实训模块、数据采集卡组成。
1.实训台部分(1)四组直流稳压电源：+24V、±12V、+5V、0～5V可调，有短路保护功能(2)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V(3)数字式直流电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级(4)数字式直流毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能(5)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm(6)计时器：0～9999s，精确到0.1s(7)PID调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法2. 实训模块(1)温度传感器实训模块(2)转速传感器实训模块(3)液位/流量传感器实训模块：(4)金属应变传感器实训模块(5)气敏、湿敏传感器实训模块(6)红外传感器实训模块(7)超声位移传感器实训模块(8)增量式编码器实训模块(9)光栅位移传感器实训模块(10)传感信号调理/转换实训模块3.数据采集卡及软件高速USB数据采集卡：含4路模拟量输入，2路模拟量输出，8路开关量输入输出，14位A/D转换，A/D采样速度最大400kHz。
上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器等功能。
三、实训内容本装置的实训项目共23项，涉及压力、位移、温度、转速、浓度等常见物理量的检测。
THJ-2型实验指导书(restore)
目录绪论 (3)第一章 THJ-2型高级过程控制系统的概述 (5)第二章被控对象特性测试 (15)第一节单容水箱特性的测试第三章单回路控制系统实验 (27)第二节上水箱(或中水箱或下水箱)液位定值控制系统第八节电动阀支路流量的定值控制系统第四章温度位式控制系统实验 (57)第五章串级控制系统的实验 (60)第四节下水箱液位与电动调节阀支路流量的串级控制系统第一节单容水箱特性的测试一、实验目的1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。
2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。
二、实验设备1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置2. 计算机及相关软件3. 万用电表一只 三、实验原理图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知，对象的被控制量为水箱的液位H ，控制量（输入量）是流入水箱中的流量Q 1，手动阀V 1和V 2的开度都为定值，Q 2为水箱中流出的流量。
根据物料平衡关系，在平衡状态时Q 10-Q 20=0 （1）动态时，则有Q 1-Q 2=dtdV（2） 式中V 为水箱的贮水容积，dt dV为水贮存量的变化率，它与H 的关系为Adh dV ，即dtdV = A dt dh（3） A 为水箱的底面积。
把式（3）代入式（2）得Q 1-Q 2=A dtdh（4）基于Q 2=SR h，R S 为阀V2的液阻，则上式可改写为Q1-S R h = A dtdh即AR Sdtdh+h=KQ 1 或写作)()(1s Q s H =1+TS K（5） 式中T=AR S ，它与水箱的底积A 和V 2的R S 有关；K=R S 。
式（5）就是单容水箱的传递函数。
若令Q 1（S ）=SR 0，R 0=常数，则式（5）可改为H （S ）=T S TK 1/+×S R 0=K S R 0-TS KR 10+对上式取拉氏反变换得h(t)=KR 0(1-e -t/T ) （6） 当t —>∞时，h （∞）=KR 0，因而有 K=h （∞）/R0=输出稳态值/阶跃输入 当t=T 时，则有h(T)=KR 0(1-e -1)=0.632KR 0=0.632h(∞)式（6）表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图2-2所示。
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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．在实验课题下拉菜单中选择实验一[D/A数模转换实验], 鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。
5．在弹出的参数窗口中填入想要变换的数字量，点击变换，在下面的文字框内将算出变换后的模拟量。
6．点击运行，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。
六、预习要求1．熟悉数模转换的原理。
2．学习数模转换的转换方法。
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。
转换公式如下：数字量=（Vref－模拟量）/2Vref×210其中Vref是基准电压为5V。
例如：模拟量=1.0V 则数字量=（5.0－1.0）/（2×5.0）×210=409(十进制)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.在实验课题下拉菜单中选择实验一[A/D模数转换实验], 鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。
5.在弹出的参数窗口中填入想要变换的模拟量，点击变换，在下面的文字框内将算出变换后的数字量。
五、实验报告1．画出模拟量与数字量的对应曲线。
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。
六、预习要求1．熟悉数模转换的原理。
2．学习数模转换的转换方法。
实验三数字PID控制一、实验目的1．研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。
2．研究采样周期T对系统特性的影响。
3．研究I型系统及系统的稳定误差。
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1．系统结构图如3-1图。
图3-1 系统结构图图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds）Gh（s）=（1－e-TS）/sGp1（s）=5/（（0.5s+1）（0.1s+1））Gp2（s）=1/（s（0.1s+1））2．开环系统（被控制对象）的模拟电路图如图3-2和图3-3，其中图3-2对应GP1（s）,图3-3对应Gp2（s）。
图3-2 开环系统结构图1 图3-3开环系统结构图2 3．被控对象GP1（s）为“0型”系统，采用PI控制或PID控制，可使系统变为“I型”系统，被控对象Gp2（s）为“I型”系统，采用PI控制或PID控制可使系统变成“II型”系统。
4．当r（t）=1（t）时（实际是方波），研究其过渡过程。
5．PI调节器及PID调节器的增益Gc（s）=Kp（1+K1/s）=KpK1(（1/k1）s+1) /s=K(Tis+1)/s式中 K=KpKi , Ti=（1/K1）不难看出PI调节器的增益K=KpKi，因此在改变Ki时，同时改变了闭环增益K，如果不想改变K,则应相应改变Kp。
采用PID调节器相同。
6．“II型”系统要注意稳定性。
对于Gp2（s）,若采用PI调节器控制，其开环传递函数为G（s）=Gc（s）·Gp2（s）=K（Tis+1）/s·1/s（0.1s+1）为使用环系统稳定，应满足Ti>0.1，即K1<107．PID递推算法如果PID调节器输入信号为e（t），其输送信号为u（t）,则离散的递推算法如下：u（k）=u（k-1）+q0e（k）+q1e（k-1）+q2e（k-2）其中 q0=Kp（1+KiT+（Kd/T））q1=－Kp（1+（2Kd/T））q2=Kp（Kd/T）T--采样周期四、实验步骤1.连接被测量典型环节的模拟电路(图3-2)。
电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2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.在实验课题下拉菜单中选择实验三[数字PID控制], 鼠标单击实验课题将弹出实验课题参数设置窗口。
5.输入参数Kp, Ki, Kd（参考值Kp=1, Ki=0.02, kd=1）。
6.参数设置完成点击确认后观察响应曲线。
若不满意，改变Kp, Ki, Kd的数值和与其相对应的性能指标σp、ts的数值。
7.取满意的Kp,Ki,Kd值，观查有无稳态误差。
8.断开电源，连接被测量典型环节的模拟电路(图3-3)。
电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
9.重复4-7步骤。
10.计算Kp，Ki，Kd取不同的数值时对应的σp、ts的数值，测量系统的阶跃响应曲线及时域性能指标，记入表中：五、实验报告1．画出所做实验的模拟电路图。
2．当被控对象为Gp1（s时）取过渡过程为最满意时的Kp, Ki, Kd,画出校正后的Bode图，查出相稳定裕量γ和穿越频率ωc。
3．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。
六、预习要求1．熟悉PID控制器系统的组成。
2．熟悉PID控制器的参数对系统稳定性的影响。
七、PID软件流程图图中 ek为误差，ek1为上一次的误差，ek2为误差的累积和，uk是控制量实验四、状态反馈与状态观测器一、实验目的1．掌握状态反馈极点配置的设计方法。
2．研究不同极点配置对系统动态性能的影响。
3．掌握全维观测器的构成及设计方法。
4．研究观测器在状态反馈极点配置中的应用。
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1．被控对象模拟电路图如图4-1。
图4-1 被控对象模拟电路2．系统数学模型（1）被控对象传递函数为Gp （s ）=Y （s ）/U （s ）=100/(s2+3.928s+103.57) （2）被控对象状态方程 X=Ax+Bu Y=Cx式中 C=[100 0]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=10928.357.10310B A3．带有状态观测器的状况反馈系统方框图示于图4-2。
图4-2 系统方框图图中 G=eATH=⎰0Tϕ(t)dtB ϕ(t)=eAtK −1×2维状态反馈系统矩阵，由计算机算出。
L −2×1维观测器的反馈矩阵，由计算机算出。
Kr −为使y(t)跟踪r(t)乘的比例系数，它由计算机自动地递推算出。
4．希望的系数极点（参考值）：S1,S2=-7.35±j7.5,它对应在Z平面上应为Z1,Z2=0.712±j0.225．观测器极点参考值：Z1,Z2=0.1±j0四、实验步骤1.连接被测量典型环节的模拟电路。
电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出，电路的输出U2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。
阶跃响应4.选择 [实验课题→状态反馈与状态观测器→阶跃响应] 菜单项。
5.鼠标单击[阶跃相应]菜单将弹出实验课题参数设置窗口。
参数设置完成后点击确认等待观察波形。
跟踪响应6.实验步骤5完成后选择 [实验课题→状态反馈与状态观测器→跟踪响应] 菜单项。
鼠标单击该选项将弹出参数设置窗口。
参数设置完毕后点击确认等待观察波形。
7.修改实验参数设置窗口中所用的参数值,观察波形的变化。
8.将实验内容中的参考值的实测阶跃响应曲线及性能指标记入下表中：五、实验报告1．画出上述两个状态反馈系统的结构图和模拟线路图。
2．计算这两个状态反馈系统的状态反馈阵K 及相应的性能指标：tp 、σ% 和tp ，并与实侧值进行比较，检验状态反馈极点配置是否达到了设计要求。
3．画出全维观测器和降维观测器状态反馈极点配置的结构图和模拟线路图，画出这两个系统的实测阶跃响应曲线及实测性能指标 tp 、σ% 和ts 。
六、预习要求1．阅读实验内容。
2．推导实验系统中的全维观测器方程。
3．计算两个状态反馈系统的状态反馈阵K 及相应的性能指标：tp 、ts 和σ%。
七、状态观测器软件流程图图中yk 为当前输出，yk1为上一次系统输出，xk1为上一次的观测阵xk 是当前观测阵，u1是当前控制量实验五数字滤波器实验一、实验目的1．研究数字滤波器对系统稳定性及过渡过程的影响。
2．熟悉和掌握系统过渡过程的测量方法。
3．掌握数字滤波器的设计方法。
4．了解数字滤波器的通带对系统性能的影响。
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1．需加入串联超前校正的开环系统电路及传递函数（1）实验电路图5－1 需加入串联超前校正的开环系统电路图（2）系统开环传递函数图5－2 系统开环结构图（3）系统闭环结构图图5－3 系统闭环结构图（4）数字滤波器的递推公式模拟滤波器的传函： T1s+1T2S+1利用双线性变换得数字滤波器的递推公式：Uk=q0xUk-1+q1xek+q2xek-1q0=(T-2T2)/(T+2T2)q1=(T+2T1)/(T+2T2)q2=(T-2T1)/(T+2T2)T=采样周期 T1=超前时间常数 T2=滞后时间常数2．需加入串联滞后校正的开环系统电路及传递函数（1）实验电路图5－4 需加入串联滞后校正的开环系统电路图（2）系统开环传递函数图5－5 系统开环结构图（3）系统闭环结构图：图5－6 系统闭环结构图（4）数字滤波器的递推公式模拟滤波器的传递函数： T1s+1T2S+1利用双线性变换得数字滤波器的递推公式：Uk=q0Uk-1+q1ek+q2ek-1q0=(T-2T2)/(T+2T2)q1=(T+2T1)/(T+2T2)q2=(T-2T1)/(T+2T2)T=采样周期 T1=超前时间常数 T2=滞后时间常数四、实验步骤1.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。