计算机控制技术实验报告册
计算机控制原理实验报告详解
计算机控制原理实验报告姓名：学号：班级：指导教师：完成时间：实验一 二阶系统闭环参数n ω和ξ对时域响应的影响一、实验目的1.研究二阶系统闭环参数nω和ξ对时域响应的影响2.研究二阶系统不同阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。
二、实验要求1. 从help 菜单或其它方式，理解程序的每个语句和函数的含义；2.分析ξ对时域响应的影响，观察典型二阶系统阻尼系数ξ在一般工程系统中的选择范围； 三、实验内容1、如图1所示的典型二阶系统，其开环传递函数为)2s(s G(S)2n n ξωω+=，其中，无阻尼自然震荡角频率n ω=1，ξ为阻尼比，试绘制ξ分别为0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.9, 1.2, 1.5时，其单位负反馈系统的单位阶跃响应曲线（绘制在同一张图上）。
图1 典型二阶系统方框图2、程序代码 wn=1;sigma=[0,0.2,0.4,0.6,0.9,1.2,1.5];(1) num=wn*wn;t=linspace(0,20,200)';(2) for j=1:7(3)den=conv([1,0],[1,2*wn*sigma(j)]);(4) s1=tf(num,den);(5) sys=feedback(s1,1)(6);y(:,j)=step(sys,t);(7)endplot(t,y(:,1:7));(8)grid;(9)gtext('sigma=0');(10)gtext('sigma=0.2');gtext('sigma=0.4');gtext('sigma=0.6');gtext('sigma=0.9');gtext('sigma=1.2');gtext('sigma=1.5');3、代码函数理解分析(1)给ξ赋值。
(2)用于创建向量。
linspace是Matlab中的一个指令，用于产生x1,x2之间的N点行矢量。
计控实验报告
计控实验报告一、实验目的本次计控实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解和掌握计算机控制系统的工作原理、组成结构以及相关的控制算法，培养实际动手能力和问题解决能力。
二、实验设备1、计算机一台2、控制实验箱一套3、数据采集卡及相关连接线三、实验原理计算机控制系统是由计算机作为控制核心，通过对输入的被控对象状态信息进行处理和计算，产生控制信号并输出给执行机构，从而实现对被控对象的精确控制。
其基本组成包括传感器、控制器、执行机构和被控对象。
在本次实验中，我们采用了 PID（比例积分微分）控制算法。
PID 控制器是一种常见的线性控制器，它根据给定值与实际输出值之间的偏差，通过比例、积分和微分三个环节的运算，计算出控制量来对系统进行控制。
四、实验内容与步骤（一）系统搭建1、将传感器、执行机构与控制实验箱正确连接。
2、将数据采集卡插入计算机的 PCI 插槽，并通过连接线将实验箱与计算机相连。
（二）软件配置1、安装并打开控制实验软件。
2、在软件中设置采样时间、控制参数等相关参数。
（三）实验操作1、启动系统，观察被控对象的初始状态。
2、给定一个设定值，让系统开始运行。
3、实时观察系统的输出响应，并记录相关数据。
（四）参数调整1、分别改变 PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间，观察系统输出响应的变化。
2、找到一组较优的控制参数，使系统的性能达到最佳。
五、实验数据与结果分析（一）原始数据记录在实验过程中，我们记录了不同控制参数下系统的输出响应数据，如下表所示：｜控制参数｜系统输出响应｜｜｜｜｜比例系数 Kp ＝ 1，积分时间 Ti ＝ 1，微分时间 Td ＝ 0 ｜响应时间较长，超调量较大｜｜比例系数 Kp ＝ 2，积分时间 Ti ＝ 05，微分时间 Td ＝ 01 ｜响应速度加快，超调量减小｜｜比例系数 Kp ＝ 3，积分时间 Ti ＝ 03，微分时间 Td ＝ 02 ｜响应速度进一步加快，超调量较小，系统稳定性较好｜（二）结果分析1、比例系数 Kp 的影响比例系数 Kp 主要影响系统的响应速度。
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。
计算机控制系统实验报告
《计算机控制系统》实验报告学校：上海海事大学学院：物流工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：***学号：************一、实验课程教学目的与任务通过实验设计或计算机仿真设计，使学生了解和掌握数字PID控制算法的特点、了解系统PID参数整定和数字控制系统的直接设计的基本方法，了解不同的控制算法对被控对象的控制特性，加深对计算机控制系统理论的认识，掌握计算机控制系统的整定技术，对系统整体设计有一个初步的了解。
根据各个实验项目，完成实验报告（用实验报告专用纸）。
二、实验要求学生在熟悉PC机的基础上，熟悉MATLAB软件的操作，熟悉Simulink工具箱的软件编程。
通过编程完成系统的设计与仿真实验，逐步学习控制系统的设计，学习控制系统方案的评估与系统指标评估的方法。
计算机控制系统主要技术指标和要求：根据被控对象的特性，从自动控制系统的静态和动态质量指标要求出发对调节器进行系统设计，整体上要求系统必须有良好的稳定性、准确性和快速性。
一般要求系统在振荡2～3次左右进入稳定；系统静差小于3%～5%的稳定值（或系统的静态误差足够小）；系统超调量小于30％～50％的稳定值；动态过渡过程时间在3～5倍的被控对象时间常数值。
系统整定的一般原则：将比例度置于较大值，使系统稳定运行。
根据要求，逐渐减小比例度，使系统的衰减比趋向于4：1或10：1。
若要改善系统的静态特性，要使系统的静差为零，加入积分环节，积分时间由大向小进行调节。
若要改善系统的动态特性，增加系统的灵敏度，克服被控对象的惯性，可以加入微分环节，微分时间由小到大进行调节。
PID控制的三个特性参数在调节时会产生相互的影响，整定时必需综合考虑。
系统的整定过程是一个反复进行的过程，需反复进行。
实验一、数字PID 参数的整定一、 实验目的1）、了解数字PID 控制回路的结构。
2）、掌握数字PID 控制算法的控制原理。
3）、掌握数字PID 控制算法的整定原理。
计算机控制技术实验报告模板
评价教师签名：
一：实验目的
1、熟悉Z变换和Z反变换的计算机求解方法。
2、熟悉MATLAB控制系统工具箱各个函数的使用方法。
二：实验主要内容及过程
实验项目
Simulink仿真环境的应用
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：
一：实验目的
二：实验主要内容及过程
实验项目
直流电机控制系统的建模及其时域分析和频域分析
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：
一：实验目的
二：实验主要内容及过程
实验项目
PID控制算法的实现及参数整定
实验时间
实验地点
90304
实验性质
验证性设计性综合性
教师评价主要内容及过程
重庆交通大学
学生实验报告
实验课程名称计算机控制技术
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2011专业班机械电子工程（1）
学生姓名学号
开课时间2013至2014学年第二学期
总成绩
教师签名
批改日期
实验项目
MATLAB控制系统工具箱的使用
实验时间
实验地点
90304
实验性质
验证性设计性综合性
计算机控制技术课程设计实验报告-继电器水温控制系统
计算机控制技术课程设计实验报告题目：继电器水温控制系统院（系）：电子工程与自动化学院专业：自动化学号：姓名：指导教师：实验日期：2011 年9 月16 日在工农业生产和日常生活中，对温度的检测和控制有着非常重要的意义和实际应用。
而计算机控制系统的应用发展，使得科学研究、工农业生产、工艺时间的效率大大的提高本设计是一个基于AT89C52单片机的继电器自动水温控制系统，该系统具有实时显示、温度测量、温度设定功能并能根据设定值对环境温度进行调节实现控温的目的，控制算法基于数字PID算法。
温度测量范围从0～＋100 ℃，温度控制范围为20℃~90℃，测量的精度为1℃，超调量小于5%，实验结果表明，本系统能较好地控制水温，满足我们的要求。
关键词：继电器；AT89C52；水温控制系统；PIDAbstractIn the industry and agriculture production or the daily life, the temperature examination and control has a very vital significance and the practical application. And with the develop- ment of computer control system, the efficiency of scientific research、the industry and the agriculture production has get a big enhancement.This design is a relay automatic water temperature control system based on AT89C52.It has the real time display, the temperature survey、hypothesis and can carry on the adjustme- nt according to the setting value. The control algorithm based on the digital PID algorithm. The temperature survey scope from 0~+100 ℃, the temperature control scope for 20℃~90℃, the survey precision for 1℃, is smaller than over 5%. The experimental result indicated that this system can control the water temperature well, satisfies our request.Key words：relay；AT89C52；emperature control system；PID引言 (1)1 课程设计概述 (1)1.1 课程设计题目 (1)1.2 设计要求： (1)1.3 主要设备和芯片 (1)2 总体设计及方案论证： (1)2.1 总体设计框图 (1)2.2 方案论证 (2)2.2.1控制电路的方案选择 (2)2.2.2测温电路方案的选择 (2)2.2.3软件算法方案选择 (2)3 硬件设计 (3)3.1 最小系统部分 (3)3.2 温度采集电路 (4)3.3 键盘、显示电路 (4)3.4 继电器执行控制电路 (5)3.5 串口与PC机通信电路 (6)4 软件设计与实现 (7)4.1 软件流程图 (7)4.2 控制算法PID (11)5 系统调试 (11)5.1 最小系统部分调试 (11)5.2 串口与上位机通信部分调试 (11)5.3 继电器部分调试 (11)5.4 测温部分调试 (12)6 PID参数整定 (12)7 测试数据及结果分析 (13)8 结论 (13)谢辞 (14)参考文献 (15)附录 (16)引言随着人们生活水平的提高，对生活环境的要求也越来越高，家用电器越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，针对目前家庭的实际需要，自动水温控制系统比较方便实用，本文就通过51系列单片机来实现一种自动控制水温控制系统的设计。
计算机控制实验报告
计算机控制实验报告实验二数字PID 控制一、实验原理及算法说明：计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。
因此连续PID 控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法。
在计算机PID 控制中，使用的是数字PID 控制器。
按模拟PID 控制算法，以一系列的采样时刻点kT 代表连续时间t ，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，可得离散PID 位置式表达式：∑∑==--++=??--++=kj di p kj DI p Tk e k e k T j e k k e k k e k e T T j e T Tk e k k u 0)1()()()())1()(()()()(式中，D p d Ip i T k k T k k ==,，e 为误差信号，u 为控制信号。
二、实验内容：1、连续系统的数字PID 控制仿真连续系统的数字PID 控制可实现D/A 及A/D 的功能，符合数字实时控制的真实情况，计算机及DSP 的实时PID 控制都属于这种情况。
设被控对象为一个电机模型传递函数BsJss G +=21)(，式中J=0.0067,B=0.1。
输入信号为)2sin(5.0t π，采用PD 控制，其中5.0,20==d p k k 。
采用ODE45方法求解连续被控对象方程。
因为BsJss U s Y s G +==21)()()(，所以u dtdy Bdty d J=+22，另yy y y ==2,1，则??+-==/J )*u ((B /J )y y y y 12221经过编程实现的结果如下：00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-0.8-0.6-0.4-0.20.20.40.6time(s)r i n ,y o u t00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82 -0.02-0.010.010.020.030.04time(s)e r r o r2、被控对象是一个三阶传递函数ss s 1047035.8752350023++，采用Simulink 与m 文件相结合的形式，利用ODE45方法求解连续对象方程，主程序由Simulink 模块实现，控制器由m 文件实现。
微型计算机控制技术实验报告
微型计算机控制技术实验报告学院信息工程学院班级电气0901班学号200907260230姓名叶孝璐2011年11月20日实验一系统认识及程序调试练习实验目的1．掌握TD-ACC+实验教学系统联机软件中的各菜单功能，熟练掌握其中的程序编辑、编译、链接、加载及调试方法。
2．了解TD-ACC+实验教学系统的系统资源及硬件操作环境。
实验设备PC机一台，TD-ACC+实验系统一套实验内容1．阅读“第一部分i386EX系统板介绍”，了解TD-ACC+实验教学系统的构成；2．读懂实验程序，对实验程序进行编辑、编译、链接、加载及调试练习。
实验原理调试下列程序：在显示器上显示一行26个英文字母，换行后重复进行。
第一种实现方法：显示两行字母之间的延时时间采用软件延时方式。
实验程序1（采用软件延时方式）CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV CX,001AH；显示字符个数（26）→CXMOV AH,01MOV AL,13INT10H；显示换行CALL DELAY；调用延时子程序MOV AL,41H；送字符‘A’的ASCⅡ码AGAIN:MOV AH,01；显示一个字符INT10HINC AL；下一显示字符的ASCⅡ码LOOP AGAIN；连续显示26个字母JMP START；重复进行DELAY:PUSH CX；延时子程序MOV CX,0FFFFHDEL1:PUSH AXPOP AXLOOP DEL1POP CX Array RETCODE ENDSEND START第二种实现方法：显示两行字母之间的间隔时间用内部定时器8254进行控制，时间到由定时器的OUT端发出脉冲信号到中断控制器8259的中断信号输入端，向CPU请求中断，在中断程序中完成显示一行字母的功能。
硬件接线如图1-1，用排线将i386内部1#定时图1-1器输出OUT1连接到8259的一个中断请求端IRQ7。
8254与8253类似，它们的编程方式是兼容的，其控制字格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD SC1SC0——所选计数器01计数器110计数器2位11无意义RW1RW0——读/写格式00锁定当前计数值（供CPU读取）01只读/写低8位10只读/写高8位11先读/写低8位，后读/写高8M2M1M0——工作方式选择000方式0001方式1X10方式2X11方式3100方式4101方式5BCD——计数格式0计数器按二进制格式计数1计数器按BCD码格式计数实验程序2（采用定时中断方式）CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV AX,OFFSET IRQ7；填写8259的7号中断矢量入口地址的偏移量MOV SI,003CH；填写8259中断7的中段矢量MOV[SI],AX；填偏移量矢量MOV AX,CS；填写8259中断矢量入口地址的段地址MOV SI,003EH；填写7号中断段地址矢量MOV[SI],AXCLI；关系统总中断CALL SYSINTI；调用系统初始化子程序MOV DX,0F043HMOV AL,076H；初始化1＃定时器OUT DX,ALMOV DX,0F041HMOV AL,10H；定时10ms时间常数低8位OUT DX,AL；写1#定时器定时常数的低字节MOV X,0F041HMOV AL,27H；定时10ms时间常数高8位OUT DX,AL；写1#定时器定时常数的高字节MOV BX,64HMOV AH,01MOV AL,13INT10H；显示换行AGAIN:STI；打开系统总中断HLT；停机等待直到有中断产生JMP AGAIN；继续IRQ7:DEC BXJNZ FINISHMOV BX,64HMOV CX,001AHMOV AL,41HAGAIN1:MOV AH,01INT10HINC ALLOOP AGAIN1MOV AH,01MOV AL,13INT10HFINISH:MOV AL,20H；中断结束OUT20H,ALIRET；中断返回SYSINTI:MOV AX,8000H；系统初始化子程序（已保存在机器中）OUT23H,AL；扩展IO使能XCHG AL,AHOUT22H,ALOUT22H,AXMOV DX,0F822H；初始化管脚配置P2CFG，配置CS0#MOV AL,70HOUT DX,ALMOV DX,0F824H；初始化管脚配置P3CFG,配置主片IRQ7MOV AL,0B2HOUT DX,ALMOV DX,0F832H；初始化管脚配置INTCFGMOV AL,0AHOUT DX,ALMOV DX,0F834H；初始化管脚配置TMRCFGMOV AL,15H；将GA TE1接VCCOUT DX,ALMOV AL,11H；初始化主片8259OUT20H,ALMOV AL,08HOUT21H,ALMOV AL,04HOUT21H,ALMOV AL,01HOUT21H,ALMOV AL,6FH；写主片8259的中断屏蔽字，允许主片的IRQ7(用OUT21H,AL户程序使用)和IRQ4(系统通讯用)MOV AL,11H；初始化从片8259OUT0A0H,ALMOV AL,30HOUT0A1H,ALMOV AL,02HOUT0A1H,ALMOV AL,01HOUT0A1H,ALMOV AL,0FFHOUT0A1H,ALRETCODE ENDSEND START实验步骤1．打开微机及实验系统电源。
计算机控制实验报告
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、实验预习<1>、数模转换的原理：①、D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。
②、D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。
一般常用的线性D/A转换器，其输出模拟电压uo和输入数字量Dn之间成正比关系。
U REF为参考电压。
则有：u o＝DnU REF③、将输入的每一位二进制代码按其权值大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，则所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
<2>、数模转换的转换方法：数模转换方法有多种：其中一种是对输入的数据进行补偿滤波，经补偿滤波后的数据率与补偿滤波前的数据率相同，补偿滤波后的输出信号；对该输出信号进行内插滤波及数据率上升，最后进行Ｄｅlｔａ－Ｓｉｇｍａ调制，输出单比特的数据流，对单比特的数据流进行半数字滤波，输出模拟信号；对模拟信号进行模拟低通五、实验分析从实验得出数据可以看出理论值与实测值明显有误差，其中原因主要有：量化误差，计算机本身的误差，实验箱电路产生的误差，电网电压波动，外界干扰，转换误差。
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计算机控制系统实验箱一台。
2．PC计算机一台。
三、实验预习<1>、数模转换的原理：①、A/D转换是将模拟信号转换为数字信号，转换过程通过取样、保持、量化和编码四个步骤完成。
②、模数转换(ADC)亦称模拟一数字转换，与数/模(D/A)转换相反，是将连续的模拟量（如象元的灰阶、电压、电流等）通过取样转换成离散的数字量。
<2>、模数转换方法：A/D转换器有直接转换法和间接转换法两大类。
计算机控制原理实验报告
计算机控制原理实验报告一、实验目的本实验旨在通过计算机控制系统的模拟，深入理解计算机控制原理，掌握计算机控制系统的基本组成、工作原理及实现方法。
通过实验，培养我们的动手能力、分析问题和解决问题的能力，为后续学习和工作打下坚实的基础。
二、实验原理计算机控制系统是一种利用计算机实现自动控制的系统，它由计算机、输入输出设备、传感器和执行器等组成。
计算机通过接收来自传感器的输入信号，根据预设的控制算法进行计算，输出控制信号到执行器，从而实现对被控对象的控制。
三、实验步骤1. 准备实验设备：计算机、传感器、执行器、被控对象等。
2. 连接实验设备：将传感器、执行器与计算机连接，并将传感器和执行器与被控对象进行连接。
3. 编写控制程序：根据实验要求，编写控制程序，实现计算机对被控对象的控制。
4. 运行实验：启动计算机，运行控制程序，观察被控对象的响应。
5. 数据记录与分析：记录实验数据，分析实验结果，评估控制性能。
四、实验结果与分析1. 数据记录：在实验过程中，记录了不同输入信号下被控对象的输出响应，以及计算机输出的控制信号。
2. 数据分析：根据记录的数据，分析被控对象的行为特性，以及控制信号对被控对象的影响。
3. 结果展示：通过图表等形式展示实验结果，对比理论分析与实践结果的一致性。
五、结论总结通过本次实验，我们深入了解了计算机控制系统的组成与工作原理，掌握了计算机控制系统的实现方法。
实验过程中，我们不仅锻炼了动手能力，还培养了分析问题和解决问题的能力。
通过数据记录与分析，我们进一步认识到了计算机控制在工业生产和生活中的应用价值。
在未来的学习和工作中，我们将继续深入研究计算机控制原理及其应用领域的相关知识，为推动科技进步和社会发展做出更大的贡献。
同时，我们也应该意识到计算机控制技术的快速发展和应用范围的广泛性，需要不断学习和掌握新技术、新方法，以适应时代的发展和社会的需求。
此外，我们也可以从实验过程中发现一些潜在的问题和挑战。
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计算机控制技术实验报告册 学院：SSS 专业：电气工程及其自动化 班级：SS 姓名：XXXX 学号：XXXX
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)/ 212 Vref=5.0V 例如：数字量= 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．在实验项目的下拉列表中选择实验一[D/A数模转换实验], 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框。
5．在参数设置对话框中设置相应的实验参数后，在下面的文字框内将算出变换后的模拟量， 6. 点击确定，在显示窗口观测采集到的模拟量。并将测量结果填入下表1-1:
数字量 模拟量 理论值 实测值 405 4.01 3.94 110 4.73 4.66 1200 2.07 2.00 2300 -0.62 -0.72 表1-1 五、实验结果 实验得出数字量与模拟量的对应曲线如下图1-1： 图1-1 六、实验结果分析 表1-1中计算出理论值，与实验结果比较，分析产生误差的原因系仪器误差。 七、实验心得 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 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. 在实验项目的下拉列表中选择实验二[A/D数模转换实验], 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框
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。 6.点击确定，在显示窗口观测采集到的数字量。并将测量结果填入下表2-1:
模拟量 数字量 理论值 实测值 -2.45 762 650.2 0.5 460 459.2 2.5 256 253.9 表2-1 五、实验结果 画出模拟量与数字量的对应曲线如图2-1： 图2-1 六、实验结果分析 表2-1中计算出理论值，与实验结果比较，分析产生误差的原因系仪器误差、实验软件的精度误差。 七、实验心得 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 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）/s Gp1（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<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： 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. 在实验项目的下拉列表中选择实验三[数字PID控制], 鼠标单击鼠标单击按钮，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p、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，将纯积分电容的两端连在模拟开关上。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p、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：
实验结果 参数 δ% Ts（ms） 阶跃响应曲线
Kp Ki Kd 1 0.03 1 10% 220 见图3—1 1 0.05 1 30% 300 见图3--2 5 0.02 1 40% 200 见图3--3 1 0.03 1 65% 800 见图3--4 5 0.05 1 60% 680 见图3--5 五．实验结果 根据所测数据，可作出下图所示结果： 图 3—1 图3--2 图3—3 图3--4 图3--5 六．实验分析： 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 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。