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

100 4756 4722 200 4512 4412 300 4268 4325 400 4023 4078 500 3780 3664 600 3535 3631

3、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：

数字量

模拟量

理论值实测值500 439 461

1000 409 410

2000 292 307

4000 97 103

-1000 586 614

-4000 879 921

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;

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：

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 Kd

1 0.0

2 1 11．9% 720 见图3—1

1 0.05 1 32．5% 800 见图3--2

5 0.02 1 44．4% 1050 见图3--3

5 0.05 1 46.1% 1900 见图3--4

I型系统:

实验结果

参数δ% Ts（ms）阶跃响应曲线

Kp Ki Kd

1 0.0

2 1 16.0% 420 见图3—5

1 0.0

2 2 36.4% 606 见图3--6

3 0.02 1 49.4% 500 见图3--7

3 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=1

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：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。

4、总结：

由实验结果可知，比例控制能提高系统的动态响应速度，迅速反应误差，但比例控制不能消除稳态误差。Kp的加大，会引起系统的不稳定。积分控制的作用是消除稳态误差，因为只要系统存在误差，积分作用就不断地积累，输出控制量以消除误差，知道偏差为零，积分作用就停止，但积分作用太强会使系统超调量加大，甚至使系统出现振荡。微分控制与偏差的变化率有关，它可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。

实验四：数字滤波器实验

实验报告：

1、画出所做实验的模拟图，结构图：

1．1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4－1 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4－2 系统开环结构图

(3)系统闭环结构图：

图4－3 系统闭环结构图

1.2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4－4 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4－5 系统开环结构图

(3)系统闭环结构图：

图4－6 系统闭环结构图

2、分析加数字滤波器前系统的稳定特性：

答：加数字滤波器前系统的稳定特性较差，输出波形不稳定。

3、从响应曲线中分析校正后的结果与理论分析比较：

答：从响应曲线中分析校正后的结果可知加入超前、之后校正环节后系统稳定性提高，输出波形稳定。