操作系统实验报告2进程的创建和控制

操作系统实验报告2进程的创建和控制
操作系统实验报告2进程的创建和控制

实验二

进程的创建与控制

姓名:梁斌

学号:20121060186

专业:计算机科学与技术(国防)

一、实验目的

1.加深对进程概念的理解,认识并发执行的本质。

2.分析进程竞争资源的现象,学习解决互斥的方法。

二、实验主要内容及设计

1.使用fork( )创建两个子进程。

2.使用lockf( )给进程加锁。

三、实验内容及完成结果

编写一段程序,使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符;父进程显示字符“a”,子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。

〈程序〉

# include

main()

{

int p1,p2;

while((p1=fork())= = -1);/*创建子进程p1*/ if(p1= =0) /*子进程创建成功*/

putchar(…b?);

else

{

while((p2= fork())= = -1);/*创建另一个子进程*/

if(p2= =0)/*子进程创建成功*/

putchar(…c?);

else putchar(…a?);/*父进程执行*/

}

}

<运行结果>

四、结果及分析

1.给出fork ( )的流程图

fork( )流程图

2.对进程创建中的程序进行分析

为了进一步了解和进程如何创建,以及子进程和父进程的调用顺序和执行的代码,对上述程序做了如下修改

# include

main()

{

int p1,p2;

while((p1=fork())= = -1);

printf(“p1=%d\n”,p1); /*p1为任意整数,调用父进程;p1为0,

调用子进程*/

if(p1= =0)

printf(“b\n”);

else

{

while((p2= fork())= = -1);

printf(“p2=%d\n”,p2);/* p2为任意整数,调用父进程;p2

为0,调用子进程*/

if(p2= =0)

printf(“c\n”);

else printf(“a\n”);;

}

}

执行结果

分析:

1.父进程和子进程的代码段都是上面的所有代码,不过子进程的代码只

从创建此子进程那里开始执行

2.程序在创建子进程的时候返回两个值:一个任意正整数(子进程的

ID),返回给父进程;一个0,返回给子进程

3.执行结果是bca,也就是系统在创建玩b,c两个子进程后,先调用执

行b进程,输出?b?,接着调用执行c进程,输出?c?,最后执行父进

程,输出?a?

4.之所以有其他不同的字母输出顺序,是因为三个进程抢占cpu不同,

从而导致三个进程被cpu调用执行的顺序不同,从而有不同的输出

操作系统实验报告一

重庆大学 学生实验报告 实验课程名称操作系统原理 开课实验室DS1501 学院软件学院年级2013专业班软件工程2 班学生姓名胡其友学号20131802 开课时间2015至2016学年第一学期 总成绩 教师签名洪明坚 软件学院制

《操作系统原理》实验报告 开课实验室:年月日学院软件学院年级、专业、班2013级软件工 程2班 姓名胡其友成绩 课程名称操作系统原理 实验项目 名称 指导教师洪明坚 教师 评语教师签名:洪明坚年月日 1.实验目的: ?进入实验环境 –双击expenv/setvars.bat ?检出(checkout)EPOS的源代码 –svn checkout https://www.360docs.net/doc/7a5933033.html,/svn/epos ?编译及运行 –cd epos/app –make run ?清除所有的临时文件 –make clean ?调试 –make debug ?在“Bochs Enhanced Debugger”中,输入“quit”退出调试 –调试指令,请看附录A 2.实验内容: ?编写系统调用“time_t time(time_t *loc)” –功能描述 ?返回从格林尼治时间1970年1月1日午夜起所经过的秒数。如果指针loc 非NULL,则返回值也被填到loc所指向的内存位置 –数据类型time_t其实就是long ?typedef long time_t; 3.实验步骤: ?Kernel space –K1、在machdep.c中,编写系统调用的实现函数“time_t sys_time()”,计算用户秒数。需要用到 ?变量g_startup_time,它记录了EPOS启动时,距离格林尼治时间1970年1午夜的秒数 ?变量g_timer_ticks

过程控制系统实验报告材料(最新版)

实验一、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Q1,手动阀V1和V2的开度都为定值,Q2为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系,在平衡状态时 Q1-Q2=0 (1)

动态时,则有 Q1-Q2=dv/dt (2) 式中 V 为水箱的贮水容积,dV/dt为水贮存量的变化率,它与 H 的关系为 dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3) A 为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得 Q1-Q2=Adh/dt (4) 基于Q2=h/RS,RS为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-h/RS=Adh/dt 即 ARsdh/dt+h=KQ1 或写作 H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5) 式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。 式(5)就是单容水箱的传递函数。 对上式取拉氏反变换得 (6) 当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当 t=T 时,则有 h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=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。当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数 T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线,它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得 的传递函数为: 四、实验内容与步骤 1.按图2-1接好实验线路,并把阀V1和V2开至某一开度,且使V1的开度大于V2的开度。 2.接通总电源和相关的仪表电源,并启动磁力驱动泵。

linux进程控制 实验报告

长安大学 操作系统实验报告 实验课程:操作系统 实验名称:linux进程控制 学院:信息学院 专业:软件工程 学号:2406090106 姓名:刘建 日期:2012-5-09

一、实验目的 熟悉进程的创建过程,了解系统调用函数fork() 和execl()。 二、实验内容 1、阅读实例代码fork1,并编辑、编译、运行,记录程序的运行结果,尝试给出合理的解释,查阅有关资料,掌握系统调用fork( )的用法,返回值的意义。 2、阅读实例代码fork2,并编辑、编译、运行,记录程序的运行结果,尝试给出合理的解释,查阅有关资料,掌握在程序中运行一个操作系统命令和运行一个程序的方法。 3、修改fork2,使之能把运行的命令和程序作为参数传给fork2。 三、设计思想 1、程序框架

pid = -1 pid = 0pid> 0 2、用到的文件系统调用函数 fork() 和execl() 四、调试过程 1、测试数据设计 (1)fork1 命名程序1: 编写程序1:

编译程序1: 运行程序1: (2)fork2

编写程序2: 运行程序2:

(3)修改fork2 编写修改程序2: 修改后的运行结果: 2、测试结果分析 (1)对于程序1:因为系统调用fork()函数是一次调用两次返回值,而且先生成子进程还是父进程是不确定的,所以第一次执行生成子进程的时候返回的pid = 0,判断pid!=-1,所以输出了I’m the child. I’m the parent. 第二次,执行父进程的时候,返回的是子进程的进程号pid> 0,即pid的值仍然不为-1,所以又输出了一次I’m the child. I’m the parent。 (2)对于程序2:第一次调用fork()函数时,由于执行的是子进程还是父进程是随机的,所以第一次对父进程返回的是子进程的进程号(大于0),即pid> 0,所以输出I’m the parent. Program end.当第二次执行子进程时返回值是0,即pid = 0,所以输出I’m the child. 并调用了execl()函数,查看了指定路径中的文件。

操作系统实验报告-实验二

操作系统实验报告——实验二:C编程环境 实验目的 1.熟悉Linux下C程序设计的环境; 2.对系统调用有初步了解。 实验内容 1.Linux下C语言程序的开发过程 a、在用户主目录下用vi编辑C语言源程序(源程序已附后),如:$vi hello.c。 b、用gcc编译C语言源程序:$gcc ./hello.c -o example 这里gcc是Linux下的C语言程序编译器(GNU C Compiler),./hello.c表示待编译的源文件是当前工作目录下的hello.c,-o example表示编译后产生的目标代码文件名为example。 c、若编译不正确,则进入vi修改源程序,否则,运行目标代码:$./example 。注意: 这只是gcc最基本的用法,其他常用选项有:-c , -S , -O , -O2, -g 等。 2.编辑、调试下面c语言程序,说明该程序的功能。 #include #include int main() { int n,a[200],carry,temp,i,j,digit = 1; printf("Please input n:"); scanf("%d",&n); a[0] = 1; for( i = 2; i <= n; ++i) { for( j = 1, carry = 0; j <= digit; ++j) { temp = a[j-1] * i + carry; a[j-1] = temp % 10; carry = temp / 10; } while(carry) { a[++digit-1] = carry % 10; carry /= 10; } } printf("Result is:\n%d ! = ",n); for( i = digit; i >=1; --i) { printf("%d",a[i-1]); }

过程控制实验报告

过程控制实验 实验报告 班级:自动化1202 姓名:杨益伟 学号:120900321 2015年10月 信息科学与技术学院 实验一过程控制系统建模 作业题目一: 常见得工业过程动态特性得类型有哪几种?通常得模型都有哪些?在Simulink中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线、 答:常见得工业过程动态特性得类型有:无自平衡能力得单容对象特性、有自平衡能力得单容对象特性、有相互影响得多容对象得动态特性、无相互影响得多容对象得动态特性等。通常得模型有一阶惯性模型,二阶模型等、 单容过程模型 1、无自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个无自衡单容过程得模型分别为与,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

2、自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个自衡单容过程得模型分别为与,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

多容过程模型 3、有相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知有相互影响得多容过程得模型为,当参数, 时,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Simulink中建立模型如图所示:得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

4、无相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知两个无相互影响得多容过程得模型为(多容有自衡能力得对象)与(多容无自衡能力得对象),试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 在Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

进程管理实验报告

实验2过程管理实验报告学生号姓名班级电气工程系过程、过程控制块等基本原理过程的含义:过程是程序运行过程中对数据集的处理,以及由独立单元对系统资源的分配和调度。在不同的数据集上运行程序,甚至在同一数据集上运行多个程序,是一个不同的过程。(2)程序状态:一般来说,一个程序必须有三种基本状态:就绪、执行和阻塞。然而,在许多系统中,过程的状态变化可以更好地描述,并且增加了两种状态:新状态和终端状态。1)就绪状态,当一个进程被分配了除处理器(CPU)以外的所有必要资源时,只要获得了处理器,进程就可以立即执行。此时,进程状态称为就绪状态。在系统中,多个进程可以同时处于就绪状态。通常,这些就绪进程被安排在一个或多个队列中,这些队列称为就绪队列。2)一旦处于就绪状态的进程得到处理器,它就可以运行了。进程的状态称为执行状态。在单处理器系统中,只有一个进程在执行。在多处理器系统中,可能有多个进程在执行中。3)阻塞状态由于某些事件(如请求输入和输出、额外空间等),执行进程被挂起。这称为阻塞状态,也称为等待状态。通常,处于阻塞状态的进程被调度为-?这个队列称为阻塞队列。4)新状态当一个新进程刚刚建立并且还没有放入就绪队列中时,它被称为新状态。5)终止状态是

什么时候-?进程已正常或异常终止,操作系统已将其从系统队列中删除,但尚未取消。这就是所谓的终结状态。(3)过程控制块是过程实体的重要组成部分,是操作系统中最重要的记录数据。控制块PCB记录操作系统描述过程和控制过程操作所需的所有信息。通过PCB,一个不能独立运行的程序可以成为一个可以独立运行的基本单元,并且可以同时执行一个进程。换句话说,在进程的整个生命周期中,操作系统通过进程PCB管理和控制并发进程。过程控制块是系统用于过程控制的数据结构。系统根据进程的PCB来检测进程是否存在。因此,进程控制块是进程存在的唯一标志。当系统创建一个进程时,它需要为它创建一个PCB;当进程结束时,系统回收其PCB,进程结束。过程控制块的内容过程控制块主要包括以下四个方面的信息。过程标识信息过程标识用于对过程进行标识,通常有外部标识和内部标识。外部标识符由流程的创建者命名。通常是一串字母和数字。当用户访问进程时使用。外部标识符很容易记住。内部标识符是为了方便系统而设置的。操作系统为每个进程分配一个唯一的整数作为内部标识符。通常是进程的序列号。描述性信息(process scheduling message)描述性信息是与流程调度相关的一些有关流程状态的信息,包括以下几个方面。流程状态:表

操作系统lab2实验报告

HUNAN UNIVERSITY 操作系统实验报告

目录 一、内容 (3) 二、目的 (3) 三、实验设计思想和练习题 (3) 练习0:填写已有实验 (3) 练习1:实现 first-fit 连续物理内存分配算法(需要编程) (3) 练习2:实现寻找虚拟地址对应的页表项(需要编程) (8) 练习3:释放某虚地址所在的页并取消对应二级页表项的映射(需要编程) (11) 运行结果 (13) 四、实验体会 (13)

一、内容 本次实验包含三个部分。首先了解如何发现系统中的物理内存;然后了解如何建立对物理内存的初步管理,即了解连续物理内存管理;最后了解页表相关的操作,即如何建立页表来实现虚拟内存到物理内存之间的映射,对段页式内存管理机制有一个比较全面的了解。 二、目的 1.理解基于段页式内存地址的转换机制; 2.理解页表的建立和使用方法; 3.理解物理内存的管理方法。 三、实验设计思想和练习题 练习0:填写已有实验 使用eclipse中的diff/merge工具将实验1的代码填入本实验中代码中有“LAB1”的注释相应部分。 练习1:实现 first-fit 连续物理内存分配算法(需要编程) 在实现first fit 内存分配算法的回收函数时,要考虑地址连续的空闲块之间的合并操作。提示:在建立空闲页块链表时,需要按照空闲页块起始地址来排序,形成一个有序的链表。可能会修改default_pmm.c 中的default_init,default_init_memmap,default_alloc_pages, default_free_pages等相关函数。请仔细查看和理解default_pmm.c中的注释。 请在实验报告中简要说明你的设计实现过程。请回答如下问题: 你的first fit算法是否有进一步的改进空间。 解答: 分析思路: (1)数据结构: A.每个物理页利用一个Page结构体表示,查看kern/mm/memlayout.h包括:

计算机过程控制实验报告

计算机过程控制实验报告

实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验 1、试验方案: 水流入量Qi 由调节阀u 控制,流出量Qo 则由用户通过负载阀R 来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流,从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定,或者AO 模块直接输出电流。) 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化,从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式: μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1 H k k F dt dH -=μμ, 其中,F 是水槽横截面积。在一定液位下,考虑稳态起算点,公式可以转换成 μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数,C=F 就是水容,k H R 0 2= 就是水阻。 如果通过对纯延迟惯性系统进行分析,则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示: ) 1()(0 += TS S KR S G 。 相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》,金以慧编著。 2、实验步骤: 1) 在现场系统A3000-FS 上,将手动调节阀JV201、JV206完全打开,使下水箱闸板具有 一定开度,其余阀门关闭。 2) 在控制系统A3000-CS 上,将下水箱液位(LT103)连到内给定调节仪输入端,调节仪 输出端连到电动调节阀(FV101)控制信号端。 3) 打开A3000-CS 电源,调节阀通电。打开A3000-FS 电源。 4) 在A3000-FS 上,启动右边水泵(即P102),给下水箱(V104)注水。 给定值 图1 单容水箱液位数学模型的测定实验

进程管理实验报告

进程的控制 1 .实验目的 通过进程的创建、撤消和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解,明确进程与程序之间的区别。 【答:进程概念和程序概念最大的不同之处在于: (1)进程是动态的,而程序是静态的。 (2)进程有一定的生命期,而程序是指令的集合,本身无“运动”的含义。没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。 (3)1个程序可以对应多个进程,但1个进程只能对应1个程序。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。 (4)进程和程序的组成不同。从静态角度看,进程由程序、数据和进程控制块(PCB)三部分组成。而程序是一组有序的指令集合。】2 .实验内容 (1) 了解系统调用fork()、execvp()和wait()的功能和实现过程。 (2) 编写一段程序,使用系统调用fork()来创建两个子进程,并由父进程重复显示字符串“parent:”和自己的标识数,而子进程则重复显示字符串“child:”和自己的标识数。 (3) 编写一段程序,使用系统调用fork()来创建一个子进程。子进程通过系统调用execvp()更换自己的执行代码,新的代码显示“new

program.”。而父进程则调用wait()等待子进程结束,并在子进程结束后显示子进程的标识符,然后正常结束。 3 .实验步骤 (1)gedit创建进程1.c (2)使用gcc 1.c -o 1编译并./1运行程序1.c #include #include #include #include void mian(){ int id; if(fork()==0) {printf(“child id is %d\n”,getpid()); } else if(fork()==0) {printf(“child2 id %d\n”,getpid()); } else {id=wait(); printf(“parent id is %d\n”,getpid()); }

上海大学操作系统(二)实验报告(全)

评分: SHANGHAI UNIVERSITY 操作系统实验报告 学院计算机工程与科学 专业计算机科学与技术 学号 学生姓名

《计算机操作系统》实验一报告 实验一题目:操作系统的进程调度 姓名:张佳慧学号 :12122544 实验日期: 2015.1 实验环境: Microsoft Visual Studio 实验目的: 进程是操作系统最重要的概念之一,进程调度又是操作系统核心的主要内容。本实习要求学生独立地用高级语言编写和调试一个简单的进程调度程序。调度算法可任意选择或自行设计。例如,简单轮转法和优先数法等。本实习可加深对于进程调度和各种调度算法的理解。实验内容: 1、设计一个有n个进程工行的进程调度程序。每个进程由一个进程控制块(PCB)表示。进程控制块通常应包含下述信息:进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等,且可按调度算法的不同而增删。 2、调度程序应包含2~3种不同的调度算法,运行时可任意选一种,以利于各种算法的分析比较。 3、系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况,便于观察诸进程的调度过程。 操作过程: 1、本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。每个进程处于运行R(run)、就绪W(wait)和完成F(finish)三种状态之一,并假设起始状态都是就绪状态W。为了便于处理,程序进程的运行时间以时间片为单位计算。进程控制块结构如下: 进程控制块结构如下: PCB 进程标识数 链指针 优先数/轮转时间片数 占用 CPU 时间片数 进程所需时间片数 进程状态 进程控制块链结构如下:

其中:RUN—当前运行进程指针; HEAD—进程就绪链链首指针; TAID—进程就绪链链尾指针。2、算法与框图 (1) 优先数法。进程就绪链按优先数大小从高到低排列,链首进程首先投入运行。每过一个时间片,运行进程所需运行的时间片数减 1,说明它已运行了一个时间片,优先数也减 3,理由是该进程如果在一个时间片中完成不了,优先级应该降低一级。接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数,如果仍是现行进程高或者相同,就让现行进程继续进行,否则,调度就绪链链首进程投入运行。原运行进程再按其优先数大小插入就绪链,且改变它们对应的进程状态,直至所有进程都运行完各自的时间片数。 (2) 简单轮转法。进程就绪链按各进程进入的先后次序排列,进程每次占用处理机的轮转时间按其重要程度登入进程控制块中的轮转时间片数记录项(相当于优先数法的优先数记录项位置)。每过一个时间片,运行进程占用处理机的时间片数加 1,然后比较占用处理机的时间片数是否与该进程的轮转时间片数相等,若相等说明已到达轮转时间,应将现运行进程排到就绪链末尾,调度链首进程占用处理机,且改变它们的进程状态,直至所有进程完成各自的时间片。 (3) 程序框图

过程控制实验报告

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称:过程控制实验 实验名称:水箱液位控制系统 院(系):自动化专业:自动化姓名:学号: 实验室:实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩:审阅教师:

目录 一、系统概论 (3) 二、对象的认识 (4) 三、执行机构 (14) 四、单回路调节系统 (15) 五、串级调节系统Ⅰ (18) 六、串级调节系统Ⅱ (19) 七、前馈控制 (21) 八、软件平台的开发 (21)

一、系统概论 1.1实验设备 图1.1 实验设备正面图图1.2 实验设备背面图 本实验设备包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器、操作面板等。 1.1.2 铭牌 ·加热控制器: 功率1500w,电源220V(单相输入) ·泵: Q40-150L/min,H2.5-7m,Hmax2.5m,380V,VL450V, IP44,50Hz,2550rpm,1.1kw,HP1.5,In2.8A,ICL B ·全自动微型家用增压器: 型号15WZ-10,单相电容运转马达 最高扬程10m,最大流量20L/min,级数2,转速2800rmp,电压220V, 电流0.36A,频率50Hz,电容3.5μF,功率80w,绝缘等级 E ·LWY-C型涡轮流量计: 口径4-200mm,介质温度-20—+100℃,环境温度-20—+45℃,供电电源+24V, 标准信号输出4-20mA,负载0-750Ω,精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs,外壳防护等级 IP65 ·压力传感器 YMC303P-1-A-3 RANGE 0-6kPa,OUT 4-20mADC,SUPPLY 24VDC,IP67,RED SUP+,BLUE OUT+/V- ·SBWZ温度传感器 PT100 量程0-100℃,精度0.5%Fs,输出4-20mADC,电源24VDC

浙工大过程控制实验报告

浙工大过程控制实验报告 202103120423徐天宇过程控制系统实验报告 实验一:系统认识及对象特性测试 一实验目的 1了解实验装置结构和组成及组态软件的组成使用。 2 熟悉智能仪表的使用及实验装置和软件的操作。 3熟悉单容液位过程的数学模型及阶跃响应曲线的实验方法。 4学会有实际测的得单容液位过程的阶跃响应曲线,用相关的方法分别确定它们的参数,辨识过程的数学模型。二实验内容 1 熟悉用MCGS组态的智能仪表过程控制系统。 2 用阶跃响应曲线测定单容液位过程的数学模型。三实验设备 1 AE2000B型过程控制实验装置。 2 计算机,万用表各一台。 3 RS232-485转换器1只,串口线1根,实验连接线若干。四实验原理 如图1-1所示,设水箱的进水量为Q1,出水量为Q2,水箱的液面高度为h,出水阀V2固定于某一开度值。根据物料动态平衡的关系,求得: 在零初始条件下,对上式求拉氏变换,得:

式中,T为水箱的时间常数(注意:阀V2的开度大小会影响到水箱的时间常数),T=R2*C,K=R2为单容对象的放大倍数, R1、R2分别为V1、V2阀的液阻,C 为水箱的容量系数。 阶跃响应曲线法是指通过调节过程的调节阀,使过程的控制输入产生一个阶跃变化,将被控量随时间变化的阶跃响应曲线记录下来,再根据测试记录的响应曲线求取输入输出之间的数学模型。本实验中输入为电动调节阀的开度给定值OP,通过改变电动调节阀的开度给定单容过程以阶跃变化的信号,输出为上水箱的液位高度h。电动调节阀的开度op通过组态软件界面有计算机传给智能仪表,有智能仪表输出范围为:0~100%。水箱液位高度有由传感变送器检测转换为4~20mA的标准信号,在经过智能仪表将该信号上传到计算机的组态中,由组态直接换算成高度值,在计算机窗口中显示。因此,单容液位被控对象的传递函数,是包含了由执行结构到检测装置的所有液位单回路物理关系模型有上述机理建模可知,单容液位过程是带有时滞性的一阶惯性环节,电动调节阀的开度op,近似看成与流量Q1成正比,当电动调节阀的开度op为一常量作为阶跃信号时,该单容液位过程的阶跃响应为 需要说明的是表达式(2-3)是初始量为零的情况,如果是在一个稳定的过程下进行的阶跃响应,即输入量是在原来的基础上叠加上op的变化,则输出表达式是对应原来输出值得基础上的增

操作系统实验报告

操作系统教程 实 验 指 导 书 姓名: 学号: 班级:软124班 指导老师:郭玉华 2014年12月10日

实验一WINDOWS进程初识 1、实验目的 (1)学会使用VC编写基本的Win32 Consol Application(控制台应用程序)。 (2)掌握WINDOWS API的使用方法。 (3)编写测试程序,理解用户态运行和核心态运行。 2、实验内容和步骤 (1)编写基本的Win32 Consol Application 步骤1:登录进入Windows,启动VC++ 6.0。 步骤2:在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单,在“projects”选项卡中选择“Win32 Consol Application”,然后在“Project name”处输入工程名,在“Location”处输入工程目录。创建一个新的控制台应用程序工程。 步骤3:在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单,在“Files”选项卡中选择“C++ Source File”, 然后在“File”处输入C/C++源程序的文件名。 步骤4:将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C++源程序中。编译成可执行文件。 步骤5:在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“命令提示符”命令,进入Windows“命令提示符”窗口,然后进入工程目录中的debug子目录,执行编译好的可执行程序: E:\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>hello.exe 运行结果 (如果运行不成功,则可能的原因是什么?) : 有可能是因为DOS下路径的问题 (2)计算进程在核心态运行和用户态运行的时间 步骤1:按照(1)中的步骤创建一个新的“Win32 Consol Application”工程,然后将清单1-2中的程序拷贝过来,编译成可执行文件。 步骤2:在创建一个新的“Win32 Consol Application”工程,程序的参考程序如清单1-3所示,编译成可执行文件并执行。 步骤3:在“命令提示符”窗口中运行步骤1中生成的可执行文件,测试步骤2中可执行文件在核心态运行和用户态运行的时间。 E:\课程\os课\os实验\程序\os12\debug>time TEST.exe 步骤4:运行结果 (如果运行不成功,则可能的原因是什么?) : 因为程序是个死循环程序 步骤5:分别屏蔽While循环中的两个for循环,或调整两个for循环的次数,写出运行结果。 屏蔽i循环: 屏蔽j循环: _______________________________________________________________________________调整循环变量i的循环次数:

过程控制系统实验报告

《过程控制系统实验报告》 院-系: 专业: 年级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 2015 年6 月

过程控制系统实验报告 部门:工学院电气工程实验教学中心实验日期:年月日 姓名学号班级成绩 实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时 课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统 一、实验仪器与设备 A3000现场系统,任何一个控制系统,万用表 二、实验要求 1、使用比例控制进行单溶液位进行控制,要求能够得到稳定曲线,以及震荡曲线。 2、使用比例积分控制进行流量控制,能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行 比较。 3、使用比例积分微分控制进行流量控制,要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行比较。 三、实验原理 (1)控制系统结构 单容水箱液位定值(随动)控制实验,定性分析P, PI,PD控制器特性。 水流入量Qi由调节阀u控制,流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制,看控制效果,进行比较。 控制策略使用PI、PD、PID调节。 (2)控制系统接线表 使用ADAM端口测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端 口 锅炉液位LT101 AI0 AI0 调节阀FV101 AO0 AO0 四、实验内容与步骤 1、编写控制器算法程序,下装调试;编写测试组态工程,连接控制器,进行联合调试。这些步骤不详细介绍。

2、在现场系统上,打开手阀QV-115、QV-106,电磁阀XV101(直接加24V到DOCOM,GND到XV102控制端),调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些),其余阀门关闭。 3、在控制系统上,将液位变送器LT-103输出连接到AI0,AO0输出连到变频器U-101控制端上。 注意:具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。对于全连好线的系统,例如DCS,则必须安装已经接线的通道来编程。 4、打开设备电源。包括变频器电源,设置变频器4-20mA的工作模式,变频器直接驱动水泵P101。 5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆,启动控制系统。 6、启动计算机,启动组态软件,进入测试项目界面。启动调节器,设置各项参数,将调节器的手动控制切换到自动控制。 7、设置PID控制器参数,可以使用各种经验法来整定参数。这里不限制使用的方法。 五、实验结果记录及处理 六、实验心得体会: 比例控制特性:能较快克服扰动的影响,使系统稳定下来,但有余差。 比例积分特性:能消除余差,它能适用于控制通道时滞较小、负荷变化不大、被控量不允许由余差的场合。 比例微分特性:对于改善系统的动态性能指标,有显著的效果。

过程控制实验报告

《过程控制实验》 实验报告

第一章、过程控制实验装置的认识 一、过程控制实验的基本内容及概述 本次过程控制实验主要是对实验室的水箱水位进行控制。水箱液位控制系统是一个简单控制系统,所谓简单液位控制系统通常是指由一个被控对象、一个检测变送单元(检测元件及变送器)、以个控制器和一个执行器(控制阀)所组成的单闭环负反馈控制系统,也称为单回路控制系统。 简单控制系统有着共同的特征,它们均有四个基本环节组成,即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。 图1-1 水箱液位控制系统的原理框图 这是单回路水箱液位控制系统,单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度,即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。 二、主要设备 1)水路装置的认识 过程控制实验用的水路装置图如下

图1-2 水路图 由水路装置图我们看到,装置主要有水箱,交流电动泵,热炉,管道,电动阀,电磁阀,流量计,液位传感器,温度传感器组成,可以构成一个完整的过程控制实验平台。从上图我们可以看出,装置主要分为两大部分,第一水路,管道,热炉,水箱等等物理对象,第二是传感器,执行机构等等的控制部分的装置。 实验装置具体介绍如下:

b)电气连接图 由电气装置的图我们可以看到,所有的电器连接都在这里,主要是一些传感器信号,电动驱动信号,用于电动装置的驱动。 见附件 c)操作面板图: 从操作面板上我们可以看到主要是由四个表,由P909构成,用于测量控制压力、流量、液位、温度的测量以及控制,PV代表反馈测量,外给定可以用于串级控制,OUT用于输出信号,以上接口均使用4-20mA标准 见附件 第二、三章、实验系统的认知(包括力控软件,P909,实验装置) a)力控软件的安装 首先使用光盘里的Setup.exe安装力控软件的主题部分,然后将IO Servers文件夹拷到力控软件的安装目录下,安装IO Servers驱动 然后打开力控软件,寻找到力控软件的目录,点击开发模式,然后找到COM设置的部分,如图

计算机操作系统 实验报告

操作系统实验报告 学院:计算机与通信工程学院 专业:计算机科学与技术 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 成绩: 2014年 1 月 1 日

实验一线程的状态和转换(5分) 1 实验目的和要求 目的:熟悉线程的状态及其转换,理解线程状态转换与线程调度的关系。 要求: (1)跟踪调试EOS线程在各种状态间的转换过程,分析EOS中线程状态及其转换的相关源代码; (2)修改EOS的源代码,为线程增加挂起状态。 2 完成的实验内容 2.1 EOS线程状态转换过程的跟踪与源代码分析 (分析EOS中线程状态及其转换的核心源代码,说明EOS定义的线程状态以及状态转换的实现方法;给出在本部分实验过程中完成的主要工作,包括调试、跟踪与思考等) 1.EOS 准备了一个控制台命令“loop ”,这个命令的命令函数是 ke/sysproc.c 文件中的ConsoleCmdLoop 函数(第797行,在此函数中使用 LoopThreadFunction 函数(第755 行)创建了一个优先级为 8 的线程(后面简称为“loop 线程”),该线程会在控制台中不停的(死循环)输出该线程的ID和执行计数,执行计数会不停的增长以表示该线程在不停的运行。loop命令执行的效果可以参见下图: 2. 线程由阻塞状态进入就绪状态 (1)在虚拟机窗口中按下一次空格键。 (2)此时EOS会在PspUnwaitThread函数中的断点处中断。在“调试”菜单中选择“快速监视”,在快速监视对话框的表达式编辑框中输入表达式“*Thread”,然后点击“重新计算”按钮,即可查看线程控制块(TCB)中的信息。其中State域的值为3(Waiting),双向链表项StateListEntry的Next和Prev指针的值都不为0,说明这个线程还处于阻塞状态,并在某个同步对象的等待队列中;StartAddr域的值为IopConsoleDispatchThread,说明这个线程就是控制台派遣线程。 (3)关闭快速监视对话框,激活“调用堆栈”窗口。根据当前的调用堆栈,可以看到是由键盘中断服务程序(KdbIsr)进入的。当按下空格键后,就会发生键盘中断,从而触发键盘中断服务程序。在该服务程序的最后中会唤醒控制台派遣线程,将键盘事件派遣到活动的控制台。 (4)在“调用堆栈”窗口中双击PspWakeThread函数对应的堆栈项。可以看到在此函数中连续调用了PspUnwaitThread函数和PspReadyThread函数,从而使处于阻塞状态的控制台派遣线程进入就绪状态。 (5)在“调用堆栈”窗口中双击PspUnwaitThread函数对应的堆栈项,先来看看此函数是如何改变线程状态的。按F10单步调试直到此函数的最后,然后再从快速监视对

《过程控制系统》实验报告

《过程控制系统》实验报告 学院:电气学院 专业:自动化 班级:1505 姓名及学号:任杰311508070822 日期:2018.6.3

实验一、单容水箱特性测试 一、 实验目的 1. 掌握单容水箱阶跃响应测试方法,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-FCS 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02010=-Q Q (式2-1),动态时,则有dt dV Q Q = -21,(式2-2)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dt dh A dt dV =(式2-3),A 为水箱的底面积。把式(2-3)代入式(2-2)得dt dh A Q Q =-21(式2-4)基于S R h Q =2,S R 为阀2V 的液阻,(式2-4)可改写为dt dh A R h Q S =-1,1KQ h dt dh AR S =+或()()1s 1+=Ts K s Q H (式2-5)式中s AR T =它与水箱的底面积A 和2V 的S R 有关,(式2-5)为单容水箱的传递函数。若令()S R S Q 01=,常数=0R ,则式2-5可表示为()T S KR S R K S R T S T K S H 11/000+-=?+= 对上式取拉氏反变换得()()T t e KR t h /01--=(式2-6),当∞→t 时()0KR h =∞,因而有()0/R h K ∞==输出稳态值/阶跃输入,当T t =时,()() ()∞==-=-h KR e KR T h 632.0632.01010,式2-6表示一阶惯性响应曲线是一单调上升的指数函数如下图2-2所示 当由实验求得图 2-2 所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的 63%所对应的时间,就是水箱的时间常数 T 。该时间常数 T 也可以通过 坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是 时间常数 T ,由响应曲线求得 K 和 T 后,就能求得单容水箱的传递函 数如式(2-5)所示。 如果对象的阶跃响应曲线为图 2-3,则在此曲线的拐点 D 处作一切线,它与时间轴交于 B 点,与响应稳态值的渐近线交于 A 点。图中OB 即为对象的滞后时间

北邮-大三-操作系统-进程管理实验报告

实验一进程管理 1.实验目的: (1)加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别; (2)进一步认识并发执行的实质; (3)分析进程争用资源的现象,学习解决进程互斥的方法; (4)了解Linux系统中进程通信的基本原理。 2.实验预备内容 (1)阅读Linux的源码文件,加深对进程管理概念的理解; (2)阅读Linux的fork()源码文件,分析进程的创建过程。 3.实验内容 (1)进程的创建: 编写一段程序,使用系统调用fork() 创建两个子进程。当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符:父进程显示字符“a”,子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。 源代码如下: #include #include<> #include<> #include <> #include <> int main(int argc,char* argv[]) { pid_t pid1,pid2; pid1 = fork(); if(pid1<0){ fprintf(stderr,"childprocess1 failed"); exit(-1); } else if(pid1 == 0){

printf("b\n"); } else{ pid2 = fork(); if(pid2<0){ fprintf(stderr,"childprocess1 failed"); exit(-1); } else if(pid2 == 0){ printf("c\n"); } else{ printf("a\n"); sleep(2); exit(0); } } return 0; } 结果如下: 分析原因: pid=fork(); 操作系统创建一个新的进程(子进程),并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序;上下文和数据,绝大部分就是原进程(父进程)的拷贝,但它们是两个相互独立的进程!

操作系统实验报告

操作系统教程实验报告 专业班级 学号 姓名 指导教师

实验一WINDOWS进程初识 1、实验目的 (1)学会使用VC编写基本的Win32 Consol Application(控制台应用程序)。 (2)掌握WINDOWS API的使用方法。 (3)编写测试程序,理解用户态运行和核心态运行。 2、实验内容和步骤 (1)编写基本的Win32 Consol Application 步骤1:登录进入Windows,启动VC++ 6.0。 步骤2:在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单,在“projects”选项卡中选择“Win32 Consol Application”,然后在“Project name”处输入工程名,在“Location”处输入工程目录。创建一个新的控制台应用程序工程。 步骤3:在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单,在“Files”选项卡中选择“C++ Source File”, 然后在“File”处输入C/C++源程序的文件名。 步骤4:将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C++源程序中。编译成可执行文件。 步骤5:在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“命令提示符”命令,进入Windows “命令提示符”窗口,然后进入工程目录中的debug子目录,执行编译好的可执行程序:E:\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>hello.exe 运行结果 (如果运行不成功,则可能的原因是什么?) : (2)计算进程在核心态运行和用户态运行的时间 步骤1:按照(1)中的步骤创建一个新的“Win32 Consol Application”工程,然后将清单1-2中的程序拷贝过来,编译成可执行文件。 步骤2:在创建一个新的“Win32 Consol Application”工程,程序的参考程序如清单1-3所示,编译成可执行文件并执行。 步骤3:在“命令提示符”窗口中运行步骤1中生成的可执行文件,测试步骤2中可执行文件在核心态运行和用户态运行的时间。 E:\课程\os课\os实验\程序\os12\debug>time TEST.exe 步骤4:运行结果 (如果运行不成功,则可能的原因是什么?) : 步骤5:分别屏蔽While循环中的两个for循环,或调整两个for循环的次数,写出运行结果。 屏蔽i循环:

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