计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告

院系：化工机械系

班级：12自动化

：马福全

学号：1220301042

日期：2015年11月18日

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，数字量输入围为：0～4096，模拟量输出围为：－5V～+5V。转换公式如下：

Uo= Vref - 2Vref(211K11+210K10+...+20K0)/ 212Vref=5.0V 例如：数字量=1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，在下面的文字框将算出变换后的模拟量，

数字量

模拟量(mV)

理论值实测值

100 4024 3992 200 3047 3011

300 2071 2058

400 1094 1159

450 606 641

500 118 150

550 -371 -340

600 -859 -831

650 -1347 -1321

700 -1835 -1811

五、数字量与模拟量的对应曲线

六、误差分析

对比表格中的数据，可知理论值和实际值有所差别，既存在误差。先分析得以下原因：

1、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。

2、由于仪器使用时间较长，导致实验存在误差。

3、外界干扰会对实验造成误差。

七、实验心得

在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否

则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.

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，模拟量输入围为：－5V～+5V，数字量输出围为：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，在下面的文字框将算出变换后的数字量。

:

模拟量（mV）

数字量

理论值实测值

-1835 700 700

-1347 650 653

-859 600 605

-800 594 600

-600 573 578

100 502 508

300 481 483

500 461 466

700 440 446

1000 410 416

六、误差分析

对比表格中的数据，可知理论值和实际值有所差别，既存在误差。先分析得以下原因：

1、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。

2、由于仪器使用时间较长，导致实验存在误差。

3、外界干扰会对实验造成误差。

七、实验心得

过这次测试技术的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我

们受益匪浅.

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。