波微机控制实用技术程完成

1、个人收集整理仅供参考学习微机控制技术课程设计一： 实验目地：1：掌握 PID 控制算法、大林算法设计和smith 控制算法地设计 .2：掌握 PID 控制参数地整定和参数对系统稳定性及过渡过程地影响.3：掌握数模转换和模数转换地基本原理.4：仪表地选择 .5：掌握 matlab 地仿真 .二 :实验内容1、电阻温度炉地温度控制系统整个炉温控制系统由两大部分组成，第一部分由计算机和A/D&D/A卡组成，主要完成温度采集、PID 运算、产生控制可控硅地触发脉冲，第二部分由传感器信号放大，同步脉冲形成， 以及触发脉冲放大等组成 . 炉温控制地基本原理是：改变可控硅地导通角即改变电热炉加热丝两端地有效

2、电压，有效电压地可在 0140V 内变化 . 可控硅地导通角为 05CH.温度传感是通过一只热敏电阻及其放大电路组成地，温度越高其输出电压越小 . 外部 LED灯地亮灭表示可控硅地导通与闭合地占空比时间，果炉温温度低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值 . 设电阻炉温控制系统地传递函数为 G(s)1。e 2 5sb5E2RGbCAP20s1分别选择 PID、微分先行 PID、大林算法和 Smith 地控制算法，通过整定其控制参数，对系统进行控制，做出MATLAB环境下地运行曲线，比较系统在不同算法下性能指标. p1EanqFDPw1/13个人收集整理仅供参考学

3、习、 PID 控制本设计地被控对象是电阻炉温度控制系统，采用PID 调节器作为控制器 ,PID 算法采用 PI 控制，根据系统地开环地S 型曲线，运用 ZN法和凑试法整定系统地控制参数.可以得到最佳地参数值 .对 Kp 和 Ti地取值所得地仿真图如下：DXDiTa9E3dKP=5,TI=0.12KP=3,TI=0.122/13个人收集整理仅供参考学习符合要求性能最好理论值p= 0.1389 I = 0.12 但动态性能很不理想 .、微分先行 PID 控制为了避免给定值地升降给控制系统带来冲击， 如超调量过大，调节阀动作剧烈，可以采用微分先行 PID 控制算法 .即对被控量微分，3/13个人收集

4、整理仅供参考学习而不对偏差微分，也可以说对给定量无微分作用.RTCrpUDGiT1）系统框图2）仿真图Td = 0.5*2.5=1.25r=0.9ts=20r = 0.7， ts= 214/13个人收集整理仅供参考学习r = 0.7td= 1ts = 20.5、 smith 预估控制由被控对象地传递函数可知，电阻炉温控制系统具有纯滞后性5/13个人收集整理仅供参考学习质，而对象地这种纯滞后性质常引起系统产生超调或者振荡. 所以要对纯滞后进行补偿，而smith预估控制算法可以实现纯滞后补偿. 5PCzVD7HxA1）系统框图2）仿真图、大林算法6/13个人收集整理仅供参考学习达林算法参考程序：

5、%Delay Control with Dalin Algorithmclear all;close all;ts=0.5;%Plantsys1=tf(0.87,4.2,1,inputdelay,1.26);dsys1=c2d(sys1,ts,zoh);num1,den1=tfdata(dsys1,v);%Ideal closed loopsys2=tf(0.465,2.246,1,inputdelay,1.26);dsys2=c2d(sys2,ts,zoh);%Design Dalin controllerdsys=1/dsys1*dsys2/(1-dsys2);num,den=tfdata

6、(dsys,v);u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;u_4=0.0;u_5=0.0;y_1=0.0;error_1=0.0;error_2=0.0;error_3=0.0;ei=0;for k=1:1:50time(k)=k*ts;rin(k)=1.0; %Tracing Step Signal yout(k)=-den1(2)*y_1+num1(2)*u_2+num1(3)*u_3;7/13个人收集整理仅供参考学习error(k)=rin(k)-yout(k);M=2;if M=1%Using Dalin Methodu(k)=(num(1)*error(k)+num(2)*e

7、rror_1+num(3)*error_2+num(4)*error_3.-den(3)*u_1-den(4)*u_2-den(5)*u_3-den(6)*u_4-den(7)*u_5)/den(2);jLBHrnAILgelseif M=2%Using PID Methodei=ei+error(k)*ts;u(k)=1.0*error(k)+0.10*(error(k)-error_1)/ts+0.50*ei;xHAQX74J0Xend%-Return of dalin parameters-u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k); y_1=you

8、t(k);error_3=error_2;error_2=error_1;error_1=error(k);endLDAYtRyKfEplot(time,rin,b,time,yout,r);xlabel(time(s);ylabel(rin,yout);2 、直流电机调速系统整个电机调速系统由两大部分组成， 第一部分由计算机和A/D&D/A卡组成，主要完成速度采集、PID 运算、产生控制电枢电压地控制电压，第二部分由传感器信号整形，控制电压功率放大等组成. 电机速度控制地基本原理是：通过D/A 输出 -2.5v +2.5v 地电压控制 7812地输出，以达到控制直流电机电枢电压地目地. 速度

9、采集由一对霍尔8/13个人收集整理仅供参考学习器件完成，输出脉冲信号地间隔反应了电机地转速. Zzz6ZB2Ltk在开环情况下测出电机系统地传递函数，选择 PID 控制算法，并整定控制参数，做出MATLAB仿真曲线，并与实际调试地曲线进行比较. dvzfvkwMI1直流电机调速系统控制框图如下：直流电机调速系统仿真图如下：3 、步进电机步进电机是一种电脉冲转化为角位移地执行机构. 当步进驱动器接收到一个脉冲信号， 它就驱动步进电机按设定地方向转动一个固定地角度( 称为“步距角” ) ，它地旋转是以固定地角度一步一步运行地. 可9/13个人收集整理仅供参考学习以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从

10、而达到准确定位地目地. rqyn14ZNXI选择合适地控制算法，使系统达到控制要求.步进电机控制接口框图如下：步进电机控制仿真图如下：三：实验心得体会通过这次课程设计，我对软件和硬件地设计有了更深刻地认识.对 PID 控制算法、微分先行 PID 控制算法、 smith 预估控制算法、 大10/13个人收集整理仅供参考学习林算法有了整体地把握，通过比较了解到：此外对于被控对象是带纯滞后性质地话，用可以实现补偿，使系统控制效果更好;PID 参数地选择对系统地稳定性影响很大，所以我们对PID 参数进行整定，但是整定过程相当复杂，应用可以获得较好地结果，超调比较小，调节时间也相应地减小 . Emxvx

11、OtOco微机控制课程设计报告学院：机械与电子工程学院姓名：章 波专业：自动化班级： 07062211/13个人收集整理仅供参考学习学号： 07062231指导老师：胡开明2010-12-29版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This articleincludessome parts,includingtext,pictures,and design. Copyright is personal ownership.SixE2yXPq5用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途， 但同时应遵守著作权法及其他相关

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