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计算机控制技术实验指导---自动化
(2)系统是否稳定,为什么?若不稳定,试设计稳定的最少拍控制器,并绘
出y(k)、u(k)响应曲线。
(3)输出响应y(k)在采样点间是否存在波纹?若有波纹,试设计系统的无波纹控制器,并绘制y(k)、u(k)响应曲线。
注意:
有波纹不稳定时控制器为
自己先计算出有波纹稳定和无波纹稳定时控制器。
实验五达林算法仿真实验
(2)被控对象不变,采用理想PID进行给定值扰动和外部扰动响应实验,并绘制控制器输出P和系统输出y响应曲线。
思考和讨论
(1)分析两类控制算法对带迟延对象的控制效果。
(2)根据实验分析Smith预估控制算法的优点是什么,若采用PID算法解决同类问题效果如何?
Matlab辅助设计软件
根据实验要求,按照smith预估控制算法,在Matlab中建立的仿真结构图为
6、设置仿真参数,进行仿真。
在Simulation下拉菜单中设置仿真参数,单击工具栏中的StartSimulation图标),计算机开始仿真,示波器可显示出仿真曲线。
7、通过曲线,分析系统性能。
实验四最少拍系统设计实验
一、实验目的:
掌握最少拍系统的设计方法
二、实验设备及软件:
微机一台,MATLAB软件5.3版本以上
•依次调节滑动变阻器使输入模拟量从0--- +5V变化,观察对应输出的数字量,并填到下表中;
•分析误差产生的原因。
次数
内容
1
2
3
4
5
模拟量(V)
数字量
(测量值)
数字量
(理论值)
实验二D/A转换实验
实验要求:利用DAC0832生成锯齿波。
实验设备:示波器一台
Wave6000计算机实验培训系统一套
PC计算机一台
设期望的闭环响应M(z)为时间常数τ=2s的一阶惯性环节,并带有l=1个采样周期的纯滞后,即
要求:
(1)基于达林算法给定的M(z),设计控制器D(z),对单位阶跃输入绘制U(k)和系统输出y(k)响应曲线;
具体操作步骤:
1、 启动Matlab;
2、单击工具栏中的Simulink仿真图标,进入Simulink仿真环境
3、新建仿真结构图,寻找模块,拖动到新建仿真结构图中
所涉及模块的位置:
加法器Sum:在Simulink/Math Operations子库中。
离散PID控制器:在SimPowerSystems/Extra Library/DiscreteControl Blocks子库中。
实验内容:实验接线如下图所示:
输出波形
参考程序:
CS0832 equ 08000h
code segment
assume cs:code
start proc near
mov dx,cs0832
mov al, 0
again:out dx, al
inc al
jmp again
start endp
code ends
一、实验目的:
在离散系统直接数字控制算法学习基础上,通过Matlabl软件仿真实验,加深掌握达林算法设计离散控制器的基本思想和方法,进一步理解最少拍与非最少有限拍控制器设计中存在的局限性。
二、实验设备及软件:
微机一台,MATLAB软件5.3版本以上
三、实验内容及要求
已知对象模型为:
经采样(T=1S)保持后,其广义对象z传递函数为:
参考程序:
mode equ 082h
PA equ 09000h
CTL equ 09003h
CS0809 equ 08000h
code segment
ume cs:code
start proc near
mov al, mode
mov dx, CTL
out dx, al;8255初始化
again:
实验内容和要求
设广义被控对象为:
控制系统框图为:
取T=1、τ=2、T1=2.88,经采样(T=1s)保持后,其广义对象z传递函数为
,而 转换为2个单位迟延。
控制器参数:Kp=0.5,Ki=0.2,Kd=0。
实验要求:
(1)Smith预估控制算法,作给定值扰动和外部扰动响应实验,并绘制控制器输出P和系统输出y响应曲线。
三、实验原理框图:
四、实验内容及要求
(1)理想最少拍的设计
设广义被控对象为:
,T=0.1,经采样离散后
要求:设计单位阶跃输入的最少拍控制器D(z),绘制y(k)、u(k)响应曲线,指出几拍之后输出准确跟踪输入。
(2)稳定性与无波纹设计
设被控对象为 :
广义被控对象:
求:(1)单位阶跃输入下的最少拍控制器D(z)、U(z),绘制y(k)、u(k)响应曲线。
mov al, 0
mov dx, CS0809
out dx, al ;起动A/D
mov cx, 40h
loop $ ;延时> 100us
in al, dx ;读入结果
mov dx, PA ;8255A口输出
out dx, al
jmp again;重复
code ends
end start
实验步骤:
•按图接线,对源程序进行编译,执行程序;
计算机控制系统实验指导----自动化
自动化系
2016.03
实验一A/D转换实验
实验要求:利用ADC0809做A/D转换器,将模拟量转换成二进制数字量,用延时查询方式读入A/D转换结果,用8255的PA口输出到发光二极管显示。
实验设备:万用表一块
Wave6000计算机实验培训系统一套
PC计算机一台
实验内容:实验接线如下图所示
离散传递函数DiscreteTransfer Fcn:在Simulink/Discrete子库中。
示波器Scope:在Simulink/Sinks模型库中。
阶跃信号Step:在Simulink/Sources模型库中。
4、修改模块参数。双击模块,在出现的窗口中设置参数。
5、连接模块。将光标移到一个模块的输出端(>)按下鼠标左键拖动鼠标到另一个模块的输入端(>),松开鼠标左键就可以完成两个模块的连接。
end start
实验步骤:
1、按图接线,对源程序进行编译;
2、运行程序,调节示波器,得到锯齿波形;
3、思考如何产生倒锯齿波、三角波和方波。
提示:小于转移指令:JB
大于转移指令:JA
上条指令结果为零转移:JZ
上条指令结果非零转移:JNZ
实验三Smith预估控制算法设计仿真实验
实验目的
在控制算法学习的基础上,根据给定对象特性设计smith预估控制器算法,并利用Matlab软件进行仿真实验,同时与PID算法控制算法进行比较,加深对该控制算法的掌握和理解。