计算机控制基础实验报告
计算机控制技术实验报告
计算机控制技术实验报告实验一 信号的采样与保持一、实验目的1．熟悉信号的采样和保持过程。
2．学习和掌握香农(采样)定理。
3．学习用直线插值法和二次曲线插值法还原信号。
二、实验设备PC 机一台，TD-ACS 实验系统一套，i386EX 系统板一块。
三、实验原理香农（采样）定理：若对于一个具有有限频谱（max ωω<）的连续信号)(t f 进行采样，当采样频率满足max 2ωω≥s 时，则采样函数)(t f *能无失真地恢复到原来的连续信号)(t f 。
m ax ω为信号的最高频率，s ω为采样频率。
四．实验内容1．采样与保持编写程序，实现信号通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机，计算机再把数字量送到 D/A 转换器输出。
实验线路图如图2-1所示，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2-1 采样保持线路图控制计算机的“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。
正弦波单元的“OUT ”端输出周期性的正弦波信号，通过模数转换单元的“IN7”端输入,系统用定时器作为基准时钟（初始化为10ms ），定时采集“IN7”端的信号，转换结束产生采样中断，在中断服务程序中读入转换完的数字量，送到数模转换单元，在“OUT1”端输出相应的模拟信号。
由于数模转换器有输出锁存能力，所以它具有零阶保持器的作用。
采样周期T= TK×10ms，TK 的范围为01~ FFH ，通过修改TK 就可以灵活地改变采样周期，后面实验的采样周期设置也是如此。
零阶采样保持程序流程图如图2-2所示。
图2-2 零阶采样保持程序流程图实验步骤：（1）参考流程图2-2编写零阶保持程序，编译、链接。
（2）按照实验线路图2-1接线，检查无误后开启设备电源。
（3）用示波器的表笔测量正弦波单元的“OUT ”端，调节正弦波单元的调幅、调频电位器及拨动开关，使得“OUT ”端输出幅值为3V ，周期1S 的正弦波。
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。
计算机控制实验报告初稿
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<10
7．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：
Gs=tf([5],[1,1,0]);
Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh');//求解广义对象的脉冲传递函数
Transfer function:
0.02419 z + 0.02339
----------------------
z^2 - 1.905 z + 0.9048
Sampling time: 0.1
G=c2d(G1,0.01,'zoh');//求系统脉冲传递函数
rlocus(G);//绘制系统根轨迹
将图片放大得到
Z平面的临界放大系数由根轨迹与单位圆的交点求得。
放大图片分析：
[k,poles]=rlocfind(G)
Select a point in the graphics window
selected_point =
0.9905 + 0.1385i
k =
193.6417
poles =
0.9902 + 0.1385i
0.9902 - 0.1385i
得到0<K<193
(2)假设不考虑采样开关和零阶保持器的影响，即看作一连续系统，讨论令系统稳定的 的取值范围；
解：
G1=tf([1],[1 1 0]);
北航计算机控制系统实验报告
北航计算机控制系统实验报告一、实验目的通过本实验，旨在加深对计算机控制系统的理解，熟悉计算机控制系统的基本组成和原理，并能够运用所学知识进行实际的控制系统设计与调试。
二、实验原理计算机控制系统是一种通过计算机对实际物体或过程进行控制的系统。
其基本组成包括传感器、执行机构、人机界面、控制算法和控制器等。
传感器负责将物理量转换成电信号，输入给计算机；执行机构根据计算机的控制信号完成相应的动作；人机界面提供了与计算机进行交互的方式；控制算法基于传感器采集到的信息和用户的输入，计算出执行机构所需的控制信号；控制器根据控制算法输出的控制信号与执行机构进行交互。
三、实验内容本实验的主要内容为设计一个自动化温控系统。
系统包括一个温度传感器、一个加热器和一个温度控制器。
温度传感器负责采集环境温度，并将其转换成模拟电信号输入给温度控制器；加热器根据温度控制器输出的控制信号控制加热功率，从而调节环境温度；温度控制器根据温度传感器采集到的温度信号和用户设定的目标温度，计算出加热功率控制信号。
四、实验步骤1.连接硬件设备将温度传感器的输出接口与温度控制器的输入接口相连；将温度控制器的输出接口与加热器的输入接口相连。
2.设计控制算法根据用户设定的目标温度和实际温度，设计一个控制算法，计算出加热功率控制信号。
常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等。
3.编写控制程序使用编程语言编写一个控制程序，根据控制算法计算出的控制信号，通过温度控制器的输出接口发送给加热器。
4.调试控制系统运行控制程序，观察温度控制系统的运行情况。
根据实际温度与目标温度的偏差调整控制算法的参数，使系统达到较好的控制效果。
五、实验结果分析运行实验过程中，通过观察实际温度与目标温度的偏差，可以评估系统的控制效果。
根据实际情况，调整控制算法的参数，使系统的响应速度更快、稳定性更好。
六、实验总结通过本实验，我对计算机控制系统的基本原理和组成有了更深入的理解，掌握了控制系统的设计与调试方法，并在实践中提高了解决实际问题的能力。
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。
计算机控制系统实验报告
一、实验目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机控制系统的基本操作和调试方法；3. 通过实验，加深对计算机控制理论的理解和应用。
二、实验仪器1. PC计算机一台；2. 计算机控制系统实验箱一台；3. 传感器、执行器等实验设备。
三、实验内容1. 计算机控制系统组成与原理；2. 传感器信号采集与处理；3. 执行器控制与调节；4. 计算机控制系统调试与优化。
四、实验步骤1. 熟悉实验设备，了解计算机控制系统实验箱的组成及功能；2. 连接实验设备，检查无误后启动实验软件；3. 根据实验要求，进行传感器信号采集与处理；4. 根据实验要求，进行执行器控制与调节；5. 对计算机控制系统进行调试与优化，观察系统响应和性能；6. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 计算机控制系统组成与原理实验过程中，我们了解了计算机控制系统的基本组成，包括传感器、控制器、执行器等。
传感器用于采集被控对象的物理量，控制器根据采集到的信号进行计算、处理，然后输出控制信号给执行器，执行器对被控对象进行调节。
2. 传感器信号采集与处理在实验中，我们使用了温度传感器采集环境温度信号。
通过实验，我们掌握了如何将模拟信号转换为数字信号，以及如何对采集到的信号进行滤波处理。
3. 执行器控制与调节实验中，我们使用了继电器作为执行器，根据控制器输出的控制信号进行开关控制。
通过实验，我们学会了如何设置执行器的参数，以及如何对执行器进行调节。
4. 计算机控制系统调试与优化在实验过程中，我们对计算机控制系统进行了调试与优化。
通过调整控制器参数，使得系统在满足控制要求的同时，具有良好的动态性能和稳态性能。
六、实验总结本次实验使我们对计算机控制系统有了更深入的了解，掌握了计算机控制系统的基本原理和操作方法。
通过实验，我们提高了动手能力和实际操作能力，为今后从事相关领域工作奠定了基础。
七、实验报告1. 实验名称：计算机控制系统实验2. 实验日期：XXXX年XX月XX日3. 实验人员：XXX、XXX4. 实验指导教师：XXX5. 实验内容：计算机控制系统组成与原理、传感器信号采集与处理、执行器控制与调节、计算机控制系统调试与优化6. 实验结果与分析：详细描述实验过程中遇到的问题、解决方法及实验结果7. 实验心得体会：总结实验过程中的收获和体会（注：以上实验报告仅供参考，具体实验内容和结果可能因实际情况而有所不同。
计算机控制技术实验报告
计算机控制技术实验报告精33 任雪冰 2013010667一. 设计报告的全部内容（含分析）：（一）. 基本信息：实验日期为第15周周三以及即将到来的第16周周二，组号为第4组，至于设备号印象不是很清楚，似乎是1号（这就很尴尬）。
组员有赵航，康轶譞与任雪冰。
（二）. 电机模型参数的辨识过程与辨识结果：辨识过程：1.首先是采样周期的确定，根据题中所给条件，由M P =0.3，t s =0.5可以解出：ξ=0.3579，ωn =16.7665，BW=23.6527再根据公式：ωs =(10−30)max (ωn ，BW)，T =2πωs 可以解出：0.008855s<T<0.026564s为方便计算，令采样周期T=0.01s=10ms2.然后便是在实验室的工作：给予系统一个幅值为5V 的阶跃信号，观察并导出系统的响应曲线以及个点数据。
3.数据拟合：理论计算出阶跃信号的输出函数为：5()()b Y s s s a =+ 5()(1)at b y t e a-=- 编写matlab 程序：fun=inline('b(1).*(1-exp(-b(2)*k))','b','k');b0=[8,0.5];[b,r,j]=nlinfit(k,y,fun,b0);b（k 是采集的时间，b 是对应的数据）将三次数据得到的b(1)、b(2)做平均得到最终结果a=b(2)、b=b(1)*a/54.辨识结果：结果为：a=5.9817，b=50.7030（三）. 计算机控制设计：原理框图如下：（图片来源于老师课件第七章）设计步骤：1.Z变换：被控对象传递函数为：G s=50.7030对其求Z变换得：H z=B(z)=0.002485z+0.00243622.求H m分解：B z=B+B−，B+=1，B−=0.002485z+0.002436由于K V=20>1，所以设：B m1=b0z+b1可计算：d=degA z−deg B z=1r=deg B−z+deg B m1z=2p1=−2e−ξωn T cos2∙ωn∙T =−1.8605p2=e−2ξωn T=0.8869所以：H m z=B m(z)m=(0.002485z+0.002436)∙(b0z+b1)32根据条件K V=20>1可得方程：H m1=1−dH m(z)dz z=1=1TK V=15最后解得：b0=0.7791，b1=4.5857H m z=B m(z)m=0.001936z2+0.01329z+0.01117323.求T，S，R：首先知道：T z=B m1z=0.7791z+4.5857设：R z=z+r，S z=s0z+s1再根据公式：A z∙R z+B z∙S z=A m(z)带入后各次幂对应系数相等，可解得：R z=z+0.03471，S z=18.7872z−13.4224带入后验证无误。
计算机基础实验报告(共3篇)
篇一：计算机基础实验报告(1)xx 实验报告课程名称计算机导论项目名称操作系统与工具软件学院专业无指导教师报告人学号实验时间提交时间一、实验目的与要求1．掌握windows或linux的基本操作；2．掌握文件管理、磁盘管理以及控制面板设置；3．熟悉汉字输入法以及金山打字软件的使用；4．了解windows注册表管理和常用工具软件的使用；5．学会自己提出问题，并得出解决问题的方法。
实验内容与方法1．了解windows的启动和关闭，桌面的组成，窗口的组成和操作，鼠标及其操作，菜单与对话框，应用程序的切换，任务栏和?开始?菜单。
2.了解?资源管理器?和?我的电脑?，懂得文件和文件夹的操作，会磁盘清理，格式化磁盘，会备份和系统还原以及虚拟内存的设置和控制面板的鼠标设置、系统日期和时间、桌面背景及屏幕保护的设置、会安装与卸载应用程序、多用户环境的设置、文件夹共享的设置、汉字输入法的设置。
3.了解安装汉字输入法，添加或删除汉字输入法，输入法的选择，输入法的快捷键设置以及智能abc输入法的使用和了解金山打字软件的启动及其窗口，打字教程，英文打字，拼音打字，速度测试，个人管理。
4.了解注册表基本结构，使用注册表，备份与还原注册表信息和会使用压缩软件、adobe acrobat、虚拟光驱。
电子图书浏览与制作工具。
三、实验步骤与过程一．1.windows的启动与关闭⑴windows的启动连接计算机的电源，打开电源，安装了windows的计算机就会自动启动，计算机将显示欢迎的界面，之后将看到windows的桌面。
⑵windows的关闭单击?开始?按钮打开?开始?菜单，在其中选择?关闭计算机?，在出现的对话框中单击选择?关闭?，系统将关闭。
2.桌面的组成：桌面上摆放了一些经常用到的或特别重要的文件夹和工具图标，使用鼠标双击想使用的应用程序即可打开相应的应用程序。
3.窗口的组成窗口的基本操作有打开与关闭窗口、调整窗口大小、移动窗口等操作步骤。
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重庆交通大学
学生实验报告
实验课程名称机械工程控制基础
开课实验室交通装备与制造工程实训中心
学院机电与汽车工程学院年级 2012专业班机械电子工程（2）学生姓名学号
开课时间 2014 至 2015 学年第二学期
验证性设计性综合性
ans =
(1/2)^n
（2） )
1.0)(8.0()(2
--=z z z z F
syms z
>> f=((z^2)/((z-0.8)*(z-0.1))) f =
z^2/((z - 4/5)*(z - 1/10))
>> iztrans(f) ans =
(8*(4/5)^n)/7 - (1/10)^n/7
实验项目
系统分析
实验时间
实验地点 90304
实验性质
验证性
设计性
综合性
教师评价：
评价教师签名： 第三章：计算机控制系统的分析
1 试求如题图 3.1所示的采样控制系统在单位阶跃信号作用下的输出响应)(*t y 。
设
)
10(*20
)(+=
s s s G ，采样周期T=0.1s 。
解： gs=tf([20],[1 10 0]); gz=c2d(gs,0.1,'imp'); gzb1=gz/(gz+1);
gzb2=feedback(gz,1); y=step(gzb1); step(gzb1,gzb2);
结果：
2 试求如题图3.1所示的采样控制系统在单位速度信号作用下的稳态误差。
设)
11.0(1
)(+=
s s s G ，采样周期T=0.1s.
解： gs=tf([1],[0.1 1 0]); T=0.1;
gz=c2d(gs,T,'imp'); gzb=feedback(gz,1);
rz = tf([0.1 0],[1 -2 1],T); rz1 = zpk([0],[1 1],T,T); yz=rz*gzb; impulse(yz); t=[0:0.1:10]'; ramp=t;
lsim(gzb,ramp,t)
[y,t1] = lsim(gzb,ramp,t); ER = ramp - y
plot(ER,t),grid
结果：
误差曲线
5 对于题图3.1所示的采样控制系统，设)
1(10
)(+=s s s G ，采样周期T=1s 。
（1） 试分析该系统是否满足稳定的充要条件。
（2） 试用Routh 准则判断其稳定性。
解： gs=tf([1],[1 1 0]); T=1;
gz=c2d(gs,T,'imp'); gzb=feedback(gz,1); pzmap(gzb)
结果：
故满足稳定的充要条件。
6 设线性离散控制系统的特征方程为0391********
3=---z z z ，试判断此系统的稳定性。
解：gz1=tf([1],[45 -117 -119 -39],1); pzmap(gz1)
结果：
故稳定。
9 一闭环系统如图3.2所示，设)
1(1
)(+=
s s s G ，采样周期T=1s 。
试求：
（1） 绘制开环系统的幅相频率特性曲线。
（2） 绘制开环系统的bode 图。
（3） 确定相位裕度和幅值裕度。
解： Gs=tf([1],[1 1 0]) Gz=c2d(Gs,1) nyquist(Gz) Gs =
1 ------- s^
2 + s
Continuous-time transfer function.
Gz =
0.3679 z + 0.2642
----------------------
z^2 - 1.368 z + 0.3679
Sample time: 1 seconds
Discrete-time transfer function.
bode(Gz)
实验项目控制系统的离散化设计
实验时间实验地点90304
实验性质
验证性设计性综合性教师评价：
评价教师签名：
第四章计算机控制系统的离散化设计
2 某系统如题图4.1所示，已知被控对象的传递函数为
)
05
.0
1
)(
1.0
1(
1
)
(
0s
s
s
s
G
+
+
=
设采样周期T=0.1s，针对单位速度输入设计有纹波系统的数字控制器，计算采样瞬间数字控制
解： Gs=tf([10],[1 1 0])
Gz=c2d(Gs,1)
Gs =
10
-------
s^2 + s
Continuous-time transfer function. Gz =
3.679 z + 2.642
----------------------
z^2 - 1.368 z + 0.3679
Sample time: 1 seconds
Discrete-time transfer function. >> Wez=filt([1 -2 1],[1],1)
Wez =
1 -
2 z^-1 + z^-2
Sample time: 1 seconds
Discrete-time transfer function. >> Wz=1-Wez
Wz =
2 z^-1 - z^-2
结果：
看不懂怎么回事。
6 某控制系统如题图4.1所示，已知被控对象的传递函数为)
1(5)(0+=s s s G 设采样周期T=1s ，试设计数值控制器D （z ），使得系统对等速输入响应在采样点上无稳态误差，同时对阶跃响应的超调量和调整时间均为有所折中，并画出所选阻尼因子所对应的阶跃响应和等速响应的曲线。
解： Gs=tf([5],[1 1 0])
Gz=c2d(Gs,0.1)
Wez=filt([1 -2 1],[1],0.1)
Gs =
5
-------
s^2 + s
Continuous-time transfer function.
Gz =
0.02419 z + 0.02339
----------------------
z^2 - 1.905 z + 0.9048
Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time transfer function.
Wez =
Discrete-time transfer function.
Rz =
0.1 z^-1
-----------------
1 -
2 z^-1 + z^-2
Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time transfer function.
Wz1 =
1.8 z^-1 - z^-2
---------------
1 - 0.
2 z^-1、
图：
实验项目模拟化设计、状态空间分析和线性离散化状态空间设计实验时间实验地点90304
实验性质
验证性设计性综合性
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