工业计算机实验报告
工业用微型计算机实验

实验一 8255A并行口实验一、实验目的(1)掌握通过8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭二、实验仪器微机、微机原理接口实验仪三、实验原理⑴通过8255A控制发光二极管,PB4-PB7对应黄灯,PC0-PC3对应红灯,PC4-PC7对应绿灯, 以模拟交通路灯的管理。
⑵要完成本实验,必须先了解交通路灯的亮灭规律,设有一个十字路口l、3为南北方向,2、4为东西方向,初始状态为四个路口的红灯全亮,之后,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车。
延时一段时间后,l、3路口的绿灯熄灭,而l、3路口的黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,l、3路口红灯亮,而同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向通车,延时一段时间后,2、4路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁,闪烁若干次以后,再切换到l、3路口方向,之后,重复上述过程。
⑶程序中设定好8255A的工作模式及三个端口均工作在方式0,并处于输出状态。
⑷各发光二极管共阳极,使其点亮应使8255A相应端口的位清0。
实验程序:CODE SEGMENT ;H8255-2.ASMASSUME CS:CODEIOCONPT EQU 0FF2BH ;8255控制口地址IOAPT EQU 0FF28H ;8255 PA口地址IOBPT EQU 0FF29H ;8255 PB口地址,高4位接黄灯IOCPT EQU 0FF2AH ;8255 PC口地址,低4位接红灯,高4位接绿灯ORG 11e0HSTART: MOV AL,82H ;82H控制字送AL,MOV DX,IOCONPT ;8255控制口地址送DX寄存器OUT DX,AL ;送出控制字,PA、PC输出,PB输入MOV DX,IOBPT ;PB口地址送DXIN AL,DX ;从PB口取数据(PB口低4位别处在用)MOV BYTE PTR DS:[0601H],AL ;保存到0601H单元MOV DX,IOCONPT ;取8255控制口地址MOV AL,80H ;设置成PA、PC、PB输出OUT DX,ALMOV DX,IOBPT ;取PB口地址MOV AL,DS:[0601H] ;取0601H单元的数OR AL,0F0H ;屏蔽低4位OUT DX,AL ;送到PB口(恢复PB口低4位状态)MOV DX,IOCPT ;取PC口地址MOV AL,0F0H ;把0FH送PC口,4个红灯全亮OUT DX,ALCALL DELAY1 ;延时IOLED0: MOV AL,10100101B ;1、3路口绿灯亮,2、4路口红灯亮 MOV DX,IOCPT ;取PC口地址OUT DX,AL ;送出CALL DELAY1 ;延时CALL DELAY1OR AL,0F0H ;熄灭1、3路口绿灯OUT DX,ALMOV CX,8H ;设置黄灯闪烁次数IOLED1: MOV DX,IOBPT ;取PB口地址MOV AL,DS:[0601H] ;取PB口原来状态AND AL,10101111B ;点亮1、3路口黄灯,保持PB口低4位 OUT DX,ALCALL DELAY2 ;延时OR AL,01010000B ;熄灭1、3路口黄灯,保持PB口低4位OUT DX,AL ;CALL DELAY2 ;延时LOOP IOLED1 ;CX-1不等于0,到IOLED1循环MOV DX,IOCPT ;取PC口地址MOV AL,0F0H ;4个红灯全亮OUT DX,ALCALL DELAY2 ;延时MOV AL,01011010B ;2、4路口绿灯亮,1、3路口红灯亮OUT DX,ALCALL DELAY1 ;延时CALL DELAY1OR AL,0F0H ;4个红灯亮OUT DX,ALMOV CX,8H ;设置黄灯闪烁次数IOLED2: MOV DX,IOBPT ;取PB口地址MOV AL,DS:[0601H] ;取PB口原来状态AND AL,01011111B ;点亮2、4路口黄灯,保持PB口低4位 OUT DX,ALCALL DELAY2 ;延时OR AL,10100000B ;熄灭2、4路口黄灯,保持PB口低4位OUT DX,ALCALL DELAY2 ;延时LOOP IOLED2 ;CX-1不等于0,到IOLED2循环MOV DX,IOCPT ;取PC口地址MOV AL,0F0H ;4个红灯全亮OUT DX,ALCALL DELAY2 ;延时JMP IOLED0 ;主循环DELAY1: PUSH AX ;延时子程序PUSH CXMOV CX,0030H ;设置延时常数DELY2: CALL DELAY2LOOP DELY2 ;CX-1不等于0,到DELY2循环POP CXPOP AXRETDELAY2: PUSH CX ;短延时程序MOV CX,8000H ;设置延时常数DELA1: LOOP DELA1 ;CX-1不等于0,到DELY1循环 POP CXRETCODE ENDSEND START程序流程图:四、实验步骤(1)按图6-4连好实验线路8255A PC0-L3PC1-L7PC2-L11PC3-L15(红灯)PC4-L2PC5-L6PC6-L10PC7-L14 (绿灯)PB4-L1PB5-L5PB6-L9PB7-L13 (黄灯)(2)在联机状态下,加载H8255-2.ASM程序,全速运行程序,观察发光二极管工作状态。
工业计算机控制实验报告

西安交通大学实验报告课程:姓名:学号:班级:实验一A/D、D/A转换实验实验二基于DASYLab的的温度控制系统设计实验实验三基于DASYLab的网络测控实验一A/D、D/A转换实验一、实验目的1.了解温控系统的组成。
2.了解NI测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设置。
3.了解Dasylab软件的各项功能,并会简单的应用。
4.通过实验了解计算机是如何进行数据采集、控制的。
二、实验设备微型计算机、NI USB6008数据采集卡、温度控制仪、温箱。
三、实验内容1.了解温度控制系统的组成。
2.仔细观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设置还有dasylab基本功能的演示。
3.仔细阅读dasylab相关文档,学习帮助文件tutorial了解其基本使用方法。
4.动手实践,打开范例,仔细揣摩,并独立完成数据采集卡输入输出任务的建立并建立并运行单独的AD及DA系统,完成之后,按照自己的需要及兴趣搭建几个简单的系统运行。
四、温控系统的组成计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成,被控对象为温箱,温箱内装有电阻加热丝构成的电炉,还有模拟温度传感器AD590。
系统框图如图1-1所示:五、温控仪基本工作原理温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加热电路组成。
被控制的加热炉允许温度变化范围为0~100℃.集成电路温度传感器AD590(AD590温度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,灵敏度为1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将AD590送来的电流信号转换为电压信号,然后经精密运算放大器放大、滤波后变为0~5V的标准电压信号,一路送给炉温指示仪表,直接显示炉温值。
另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机USB 总线接口上的NI USB600812位数据采集卡将传感器送来的0~5V 测量信号转换成0~FFFH的12位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制温度变化的输出量,再经过NI USB6008将该数字输出量经12位D/A转换器变为0~5V的模拟电压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出相应控制角的触发脉冲给可控硅,控制可控硅的导通与关断,从而达到控制炉温的目的。
计算机实验报告及结果

计算机实验报告及结果实验目的:本实验的目的是测试计算机的潜在功能和性能,同时对所测量结果进行分析和解释。
实验过程:本实验主要通过在计算机上运行不同的程序来测试其性能。
首先,我们使用了一款压缩文件的工具对一个100MB大小的文件进行压缩,并测量了压缩所需的时间。
接下来,我们使用了一个矩阵乘法的程序,分别对一个10x10的矩阵和一个100x100的矩阵进行乘法计算,并测量了计算所需的时间。
最后,我们使用了一个图像处理的程序来处理一张1000x1000像素的图片,并测量了处理所需的时间。
实验结果:在压缩文件的实验中,我们测得计算机在压缩100MB文件所需的时间为30秒。
在矩阵乘法的实验中,我们测得计算机在计算一个10x10的矩阵乘法所需的时间为0.1秒,而计算一个100x100的矩阵乘法所需的时间为10秒。
最后,在图像处理的实验中,我们测得计算机在处理一张1000x1000像素的图片所需的时间为5秒。
结果分析:通过以上实验结果可以得出以下结论:1. 计算机的压缩功能较强,可以在较短的时间内对大型文件进行压缩。
2. 计算机在小规模矩阵的乘法计算中性能较好,计算速度很快。
但在大规模矩阵的乘法计算中,计算速度明显下降。
3. 计算机对于图像处理的速度也是较快的,可以在很短的时间内对大型图片进行处理。
综上所述,计算机的性能在不同的任务中有所差异,对于一些简单的计算任务,计算机的性能较好,可以在很短的时间内完成;但对于一些复杂的计算任务,计算机的性能会较差,计算时间较长。
因此,在选择适合的计算机和运行程序时,需要根据具体的计算需求进行选择。
计算机工业控制实验报告

学生实验报告实验课程名称计算机工业控制技术开课实验室CAD/CAM计算机实验室《 AD和DA接口实验》实验报告四、实验步骤1.打开Keil软件,新建一个工程project2.新建一个文件,在新建文件中新建这个工程。
3. 选择Atmel中的AT98C51 。
4. 新建一个text文件并保存为C语言格式5.调整Target的Options,其中target的Xtal调整为11.0592兆赫兹,ouput中选上creat HEX File6.添加刚建好的文本文件到组(Add File to Group “Source Group 1”)7.输入程序并进行检测是否有错误或警告,直到无错误无警告为止。
8. 打开驱动器,选择STC89C52RC,打开程序文件Step1:选择单片机型号为STC89C52RCStep2:打开程序文件Step3:选择串行口为COM3,最高波特率为默认值Step4:默认选项Step5:下载,打开芯片上的开关《人机交互接口技术实验》实验报告1.打开Keil软件,关掉之前的工程,新建一个工程project2.选择Atmel中的AT89C513.新建一个Text文本,并保存为“.c”格式3.更改Target 的选项 Target 中 Xtal 为11.0592 MHZ,以及Output 中的选项4.添加刚建立的“.c”文件到组5.编写程序,然后检测程序时候有错,有错便修改程序至无错误6.打开驱动器,选择STC89C52RC,打开程序文件Step1:选择单片机型号为STC89C52RCStep2:打开程序文件Step3:选择串行口,最高波特率为默认值Step4:默认选项Step5:下载,打开芯片上的开6.按下实验芯片上的键,看显示结果是否正确,不正确在进行调试程序,修改程序等。
六、实验程序(源程序)#include<reg52.h>#define uint unsigned int //宏定义#define uchar unsigned charsbit duan=P2^6; //定义段选sbit wei=P2^7; //定义位选uchar code table[]={ //0--F显示代码case 0x77:num=16;break;}while(temp!=0xf0){temp=P3;temp=temp&0xf0;}}}return num ; /*返回num用数组代码显示出来*/}七、实验结果记录及分析答:实验程序传入芯片后,按芯片上的不同键,会显示不同的数。
工业用微型计算机实践报告

工业用微型计算机实践报告1. 引言工业用微型计算机作为现代工业控制系统中的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
本报告旨在介绍我们对工业用微型计算机的实践研究并提供相关的经验分享。
2. 硬件准备在进行工业用微型计算机实践之前,我们首先需要准备合适的硬件设备。
常见的硬件设备包括:微型计算机主板、CPU、内存、存储设备、显示器、输入设备等。
根据实际需求,我们选择了一款高性能的微型计算机主板,并配备了适当的CPU、内存和存储设备。
3. 系统安装与配置在硬件准备完成后,我们需要进行系统的安装与配置。
根据实际需求,我们选择了一款适合工业控制系统的操作系统,并进行了相应的安装与配置工作。
在系统安装完成后,我们还需要进行一些额外的配置,例如网络设置、驱动程序安装等。
4. 软件开发与调试工业用微型计算机通常需要通过软件来实现相应的功能。
在本次实践中,我们选择了一种常用的编程语言,并使用相应的集成开发环境进行软件开发。
根据实际需求,我们编写了相应的程序代码,并进行了调试工作,确保软件能够正常运行。
5. 系统集成与测试在软件开发完成后,我们需要将微型计算机与实际的工业控制系统进行集成。
这一过程需要根据实际的硬件接口和通信协议进行相应的配置和调试工作。
在集成完成后,我们进行了一系列的测试工作,确保系统能够稳定运行并满足实际需求。
6. 总结与展望通过本次工业用微型计算机实践,我们深入了解和研究了微型计算机在工业控制系统中的应用。
我们成功完成了硬件准备、系统安装与配置、软件开发与调试、系统集成与测试等一系列工作。
通过这一实践,我们认识到微型计算机在工业领域的巨大潜力,并为将来的研究和应用奠定了基础。
展望未来,我们将进一步深化对工业用微型计算机的研究,探索更多的应用场景,并提出相应的改进和优化方案。
我们相信,工业用微型计算机将在未来的工业控制系统中发挥越来越重要的作用,并为工业自动化和智能化提供强有力的支持。
以上是我们对工业用微型计算机实践的一些思考和总结,希望能对相关研究和应用工作提供一些借鉴和参考。
基础工业工程计算机拆装实验报告

主频=外频×倍频 (一)
第二:内存总线速度或者叫系统总路线速度,一般等同于CPU的外频。由于内存速度的发展滞后于CPU的发展速度,为了缓解内存带来的瓶颈,所以出现了二级缓存,来协调两者之间的差异,而内存总线速度就是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作频率。
第三:工作电压。工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。早期CPU(386、486)由于工艺落后,它们的工作电压一般为5V(奔腾等是3.5V/3.3V/2.8V等),随着CPU的制造工艺与主频的提高,CPU的工作电压有逐步下降的趋势。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
主板: 是电脑中最大的一块电路板,是电脑系统中的核心部件,它的上面布满了各种插ห้องสมุดไป่ตู้(可连接声卡/显卡/MODEM/等)、接口(可连
盘,内存,光驱,软驱,声卡,显卡构成。这些构件相互作用,相互影响,共同决定着计算机机箱的性能。
CPU:即中央处理器。从美国的Inetl公司在1971年推出了世界上第一个4位微处理器4004后开始了基于Intel技术的CPU发展历程。经历了8008、i8086、i8087、8088及以后的80286、386、486、586和现在的Pentium 4系列。 CPU主要的性能指标有以下几点: 第一:主频,也就是CPU的时钟频率,简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的,所以主频越高,CPU的速度也就越快了。倍频是指CPU外频与主频相差的倍数。用公式表示就是:
关于计算机实验报告的参考范文(精选3篇)

关于计算机实验报告的参考范文(精选3篇)关于计算机实验报告的参考范文篇1一、实验题目文件和文件夹的管理二、实验目的1.熟悉Windows XP的文件系统。
2.掌握资源管理器的使用方法。
3.熟练掌握在Windows XP资源管理器下,对文件(夹)的选择、新建、移动、复制、删除、重命名的操作方法。
三、实验内容1.启动资源管理器并利用资源管理器浏览文件。
2.在D盘创建文件夹3.在所创建文件夹中创建Word文件。
4.对所创建文件或文件夹执行复制、移动、重命名、删除、恢复、创建快捷方式及设置共享等操作。
四、实验步骤(一)文件与文件夹管理1.展开与折叠文件夹。
右击开始,打开资源管理器,在左窗格中点击“+”展开,点击“—”折叠2.改变文件显示方式。
打开资源管理器/查看,选择缩略、列表,排列图标等3.建立树状目录。
在D盘空白处右击,选择新建/文件夹,输入经济贸易学院,依次在新建文件夹中建立经济类11034..创建Word并保存。
打开开始/程序/word,输入内容。
选择文件/另存为,查找D盘/经济贸易学院/1103班/王帅,单击保存5.复制、移动文件夹6.重命名、删除、恢复。
右击文件夹,选择重命名,输入新名字;选择删除,删除文件7.创建文件的快捷方式。
右击王帅文件夹,选择发送到/桌面快捷方式8.设置共享文件。
右击王帅,选择属性/共享/在网络上共享这个文件/确定9.显示扩展名。
打开资源管理器/工具/文件夹选项/查看/高级设置,撤销隐藏已知文件的扩展名(二)控制面板的设置。
1.设置显示属性。
右击打开显示属性/桌面、屏幕保护程序2.设置鼠标。
打开控制面板/鼠标/按钮(调整滑块,感受速度)、指针3.设置键盘。
打开控制面板/键盘/速度(调整滑块,感受速度)、硬件4.设置日期和时间打开控制面板/日期和时间5.设置输入法。
打开控制面板/区域与语言选项/详细信息/文字服务与输入语言(三)Windows附件的使用1.计算器。
打开开始/所有程序/附件/计算器/查看/科学型,2.画图。
工厂实习报告计算机专业

标题:计算机专业工厂实习报告一、前言随着我国经济的快速发展,工业生产在国民经济中的地位日益重要。
作为一名计算机专业的学生,为了更好地了解计算机技术在工业生产中的应用,提高自己的实践能力,我利用暑假时间参加了一家工厂的实习活动。
本次实习主要涉及工厂的生产流程、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)等方面。
以下是我在实习过程中的所见、所闻和所感。
二、实习内容及心得1. 生产流程实习在工厂的生产流程实习中,我跟随车间主任参观了整个生产现场,了解到了工厂的生产组织、管理以及各项生产流程。
通过实习,我深刻体会到了工业生产的重要性,以及计算机技术在生产过程中的应用。
在生产现场,我注意到工厂采用了现代化的生产设备,大部分工序实现了自动化。
计算机控制系统对整个生产过程进行实时监控,确保生产过程的稳定性和产品质量。
此外,工厂还采用了ERP(企业资源计划)系统,对生产、销售、采购等环节进行信息化管理,提高了企业的运营效率。
2. 计算机辅助设计(CAD)实习在CAD实习环节,我跟随工程师学习了计算机辅助设计的基本原理和应用。
通过实习,我掌握了CAD软件的操作方法,并学会了如何运用CAD技术进行产品设计和分析。
在实际操作中,我参与了工厂一款新产品的的设计。
通过与团队成员的密切合作,我们利用CAD软件完成了产品的三维建模、工程图绘制以及设计分析等工作。
这使我深刻体会到了CAD技术在提高产品设计质量、缩短设计周期方面的作用。
3. 计算机辅助制造(CAM)实习在CAM实习环节,我跟随技术人员参观了工厂的数控车间,了解了计算机辅助制造的基本原理和应用。
通过实习,我掌握了数控编程的基本知识,并学会了如何利用计算机技术控制数控机床进行零件加工。
在实际操作中,我参与了工厂一款零件的加工任务。
通过与机床操作员的密切配合,我们利用计算机编程技术完成了零件的加工。
这使我深刻体会到了CAM技术在提高生产效率、保证产品质量方面的重要性。
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实验一A/D、D/A 转换实验一、实验目的1.了解温控系统的组成。
2.了解NI 测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设置。
3.了解Dasylab 软件的各项功能,并会简单的应用。
4.通过实验了解计算机是如何进行数据采集、控制的。
二、实验设备微型计算机、NI USB 6008 数据采集卡、温度控制仪、温箱。
三、实验内容1.了解温度控制系统的组成。
2.仔细观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设置还有dasylab 基本功能的演示。
3.仔细阅读dasylab 相关文档,学习帮助文件tutorial 了解其基本使用方法。
4.动手实践,打开范例,仔细揣摩,并独立完成数据采集卡输入输出任务的建立并建立并运行单独的AD 及DA 系统,完成之后,按照自己的需要及兴趣搭建几个简单的系统运行。
四、温控系统的组成计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成,被控对象为温箱, 温箱内装有电阻加热丝构成的电炉,还有模拟温度传感器AD590。
系统框图如图1-1 所示:五、温控仪基本工作原理温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加热电路组成。
被控制的加热炉允许温度变化范围为0~100℃.集成电路温度传感器AD590(AD590 温度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,灵敏度为1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将AD590送来的电流信号转换为电压信号,然后经精密运算放大器放大、滤波后变为0~5V 的标准电压信号,一路送给炉温指示仪表,直接显示炉温值。
另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机USB总线接口上的NI USB 6008 12位数据采集卡将传感器送来的0~5V测量信号转换成0~FFFH的12位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制温度变化的输出量,再经过NI USB 6008将该数字输出量经12位D/A转换器变为0~5V的模拟电压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出相应控制角的触发脉冲给可控硅,控制可控硅的导通与关断,从而达到控制炉温的目的。
六、思考题1.数据采集系统差分输入与单端输入有些什么区别?各有什么优缺点?单端输入:输入信号以共同的地线为基准,判断信号与GND的电压差。
优点:连接较短,所有输入信号与信号源共地缺点:抗干扰能力差差分输入:判断两个信号线的电压差,每个输入信号都有自己的基准地线。
优点:可以有效抑制共模干扰信号,提高采集精度缺点:接线较单端复杂2.dasylab相对于ni其他软件有什么优缺点?Dasylab都是用一些功能模块来建立系统,模块间用“导线”连接,相对于NI其他软件而言编程更方便,效率更高,功能更直观,图形化的界面,无需繁琐的编程工作,满足非专业编程人员的测试需要,通过多种功能模块的搭建可方便完成数据采集、显示、存储、分析、统计、运算、控制、触发等各种功能3.利用你的发散思维,罗列出dasylab的应用场合,越多越好。
利用Dasylab可以应用于各种工业控制场合进行控制系统的搭建、测试,如温度控制,液面控制,压力控制,流量控制等。
4.给出一个你心目中dasylab的理想应用,用简单的dasylab模块画出来并辅以简洁的说明。
利用Dasylab设计一游泳池温度液面高度控制系统模块如图1-2 所示:图1-2说明:利用Slider分别设置给定的液面高度和温度,并通过Scaling进行换算,通过Recorder显示给定液面高度和温度,Analog Input对水池温度、液面高度进行数据采集输入,通过Scaling进行换算通过Recorder显示当前液面高度和温度,通过对PID参数设置来调节泳池液面高度和温度,通过选择合适的参数获得最佳的响应曲线,最后通过模块Analog Output进行输出,从而达到温度液面高度控制作用。
七、实验总结通过本次实验了解了温控仪的组成和基本工作原理,如何对数据采集卡进行设置,以及对Dasylab有了简单的认识,通过阅读相关帮助文件学会了如何用Dasylab设计简单的控制系统,通过实验了结了计算机是如何进行数据采集控制的,对计算机在工业控制领域的应用有了一定了解。
实验二基于DASYLab的的温度控制系统设计实验一、实验目的利用Dasylab软件实现基本的PID温度控制算法。
二、实验设备同实验一。
三、实验内容1.利用NImax建立数据采集卡的输入输出任务。
在前面实验的基础上,在DASYLab工作区搭建完整的P、PI、PD、PID 控制电路,设置相应的参数,运行程序查看控制效果。
2.分别搭建模入、模出通道并验证其有效性3. 在选取系统提供的PID模块,创建完整PID系统,添加合适的辅助模块,观察温度曲线。
在做好一组算法曲线之后,打开温箱外壳,自然冷却,待温度低于30度时装回外壳,再做另外一种算法。
对上课所学内容一一印证。
4. 在有时间的情况之下,参考图2-1自行搭建PID系统。
观察此次实验曲线和前面的采样曲线有什么区别?到达峰值的时间?超调量的大小等。
四、实验原理(见实验一)五、PID实验说明参考程序示意如图2-1所示:图2-1 基于DASYLab的PID控制程序示意图图2-1是本次实验的最小系统示意图,完整的、功能相对完善的图请同学自行完成。
当给定温度为40°C时,控制电流曲线和测量温度值、误差变化如图2-2所示:图2-2 PID控制响应曲线1:设定温度值2:测量温度值3:误差有关上面给出程序框图的说明:1)图2-1程序框图为最小系统仅供参考,各人可根据自身的具体情况做适当的修改,譬如图2-2的PID控制响应曲线上面有毛刺,不平滑,如果考虑在内,应当怎样去除毛刺?构建出一个实际应用的仪器面板应当如何做?2) 上面的图示并未反映各个模块具体是怎么配置的情况,请自行分析,适当地设置。
3)有关PID参数的整定,请按照教科书或参考材料上的介绍的方法先做一个规划,有序地进行。
六、实验步骤1.实验前认真阅读注意事项;2.检查温控箱和数据采集卡的连线是否接好;3.打开电脑,确定温控仪是否处在机控状态;4. 用NI max软件对数据采集卡进行配置(建立输入输出任务)。
然后进入NI DASYLab软件界面,点击老师通过电子教室分发的相关文档学习了解usb 6008、ni max软件的设置,dasylab的基本用法;5.选取模入通道模块、系统自带PID模块、模出通道及一些虚拟仪表等构成闭环;6.设定合适的PID参数;7.设定好以后点击启动按钮开始实验,观察实验现象;8.做完一种算法实验后,关掉温度控制仪电源,打开温箱的外壳,使其自然冷却。
9.待炉温下降至30度以下,选择另外一种算法,用上述同样的方法重复前面的步骤实验;10.观察此次实验曲线和前面的采样曲线有什么区别:包括到达峰值的时间,超调量的大小等。
11.完善最小系统,加上滤波等模块,建立仪器面板等组成一个较为实用的系统。
七、实验注意事项1. 确定温控仪处在机控状态。
控制方式一定要处于机控,否则可能炉温上升过快,采样失败,更有可能导致炉温过热,烧毁电炉。
2.升温时电流大小达到0.9A左右3.温度给定设在40度左右,以延长电炉的寿命并缩短实验时间。
4.采样期间因其过程较慢,要耐心等待。
5.每过一段时间用手触碰温箱的外壳,如果手感觉不烫,就说明温度没有失控。
6.务必先预习DASYLab帮助中“Basics、Tutorial”部分内容,而后再设计编程,以免浪费时间。
7..先利用控制模块组中的PID模块组成系统并改变参数做实验,然后不使用控制模块组中的PID模块,自行搭建PID控制模块试试。
8.因预习时同学们手头不一定有数据采集卡,因此可以暂时用声卡或信号发生器代替,到实际做实验时将其替换回即可。
八、实验步骤:1. 建立输入输出任务后进入NI DASYLab软件界面,搭建PID控制系统:参考程序示意如图2-3所示:图2-3基于DASYLab的PID控制程序示意图对Scaling中的a、b参数分别设置为20和0,将Slider调至2V,电机启动按钮开始实验,通过观察Recorder中曲线得最终稳定温度值为43度,对Scaling参数进行修正,将b参数设置为“-3”,a保持不变。
2.PID参数调节:待炉温下降至30度以下,调节PID Control模块设置PID算法,改变P、I、D的参数后点击开始按钮开始实验,观察Recorder中曲线,然后选择另一种实验步骤,重复上述步骤观察Recorder中曲线的变化情况,对比几次算法所产生的曲线,选择响应最佳的那一种算法。
由于本次实验时间有限,通过改变几次PID参数后得出最佳响应参数为P=10,I=0, D=0,此算法下输出响应如图2-4所示:图2-4 PID控制响应曲线1:设定温度值2:测量温度值3:误差九、实验思考题:1.现在的温控系统只能控制炉温的上升,炉温的下降要靠自然冷却,所以在此期间无法通过计算机控制,如果是由你来设计一个温度控制系统,应该如何改进,以便炉温的上升和下降都能用计算机控制?可在输出中增加一风扇驱动模块,当炉温高于设定值时,驱动风扇使温度下降,当炉温低于设定值时风扇不工作,利用PID模块对风扇转速进行调节,由于本次实验中传感器对炉温的变化反应灵敏,故风扇功率不宜过大,否则会导致温度下降过大。
2.对于数据采集过程中产生的毛刺,如何去除?用哪个模块?简要说明之。
在输入模块后增加一数字滤波器模块,模块在Module>>SignalAnalysis>>Digital Filter 中,采用低通、巴特沃思滤波器,设置如图2-5所示:图2-5 数字滤波器参数设置3.感觉温度上升太慢,要针对这点改进,即做到温度上升较快,而又满足控制优化的目标,应当如何改进,给出dasylab的实际连线图,并简要说明之。
要使温度上升较快而又满足控制优化目标则应对PID模块进行调整,实验中只有PID环节而没有反馈环节,因此可以可PID加一反馈环节,如图2-6所示:图2-6 PID环节调整通过改变反馈环节的参数,并和PID环节一起调整则能起到温度上升较快且满足控制优化目标。
十、实验总结:通过本次实验了解了如何用Dasylab实现基本的PID算法,以及如何通过改变PID算法是得到最优温度响应曲线。
对PID在工业控制领域的应用有了一定了解。
由于本次实验每次获得响应曲线时间较长,所以每次实验时需有一定耐心,不能过于急躁,否则容易忽略一些细节上的错误导致实验效率低下。
实验时可以发现,曲线有很多毛刺,以及其他干扰,故在搭建系统是必须考虑滤波,而在实际测量中则应考虑现场干扰对测量系统的影响,以及如何减小干扰对系统的影响。