华北电力大学过程计算机控制课设DDC串级回路PID闭环

1、华址也力*孑课程设计报告名称：过程计算机控制题目DDC串级回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真院系：控计班级：学号：学生：同组人：指导教师：明扬设计周数：一周一、设计目的1. 学习并了解用高级语言（C语言）实现数字PID控制算法模块程序的方法；2. 比较验证理想微分 PID和实际微分PID控制算法阶跃响应，加深对上述两种算法各自特点的认识；3. 学习了解用模拟计算机使用方法；4. 学习掌握A/D、D/A转换接口板的使用方法；5. 了解一种微机中断定时的方法；6. 学习掌握通过 A/D、D/A转换用计算机获取被控对象动态特性的方法；7 .通过实时仿真实验掌握DDC单回路控制程序编制及调试方法。

2、二、实验仪器（1）微型计算机一台，系统软件Windows 98 或DOS （不能使用无直接I/O能力的NT或XP系统）,装Turbo C 2.0/3.0 集成开发环境软件；（2）模拟计算机一台（XMN-1型）；（3）通用数据采集控制板一块（PCL-812PG型）。、PID的离散化TdS理想微分PID算法的传递函数形式为：G(s) Kp 1TiS采用向后差分法对上式进行离散，得出其差分方程形式为： uk=uk-1+q0*e2+q1*e1+q2*e0;其中各项系数为：q0=kp*(1+T/Ti+Td/T);q仁-kp*(1+2*Td/T); q2=kp*Td/T;Kp1实际微分PID算法的传递函数

3、形式为：G(s) 1TdS1 Tf s Tis采用向后差分法对上式进行离散化，写成差分方程的形式为：uk=c0*( Ajk-1)+c1*ek+c2*ek-1+c3*ek-2+uk-1;其中各项系数为：c0=Tf/(T+Tf);c1= kp*T/(T+Tf)*(1+T/Ti+Td/T);c2=-kp*T/(T+Tf)*(1+2*Td/T);c3=kp*Td/(T+Tf);四、硬件二阶惯性环节搭建利用模拟计算机中的电容电阻及运算放大器，搭接二阶惯性环节，仿真一个被控对象。其传递函数为G(s)(Ts 1)2，硬件电路如下:;6= C2=C=4.7uFR3=R2=510K; R仁R4=R5=R6=R7

4、=1M则可得：K= (R5/R1 ) *(R6/R4)=1T仁 T2=R5*C 仁R6*C2=1000000*0.0000047=4.7s所以 G (s) =1/(4.7s+1 ) *(4.7s+1)、D/A、电PID闭环控搭建好硬件电路后，将PLCD-780插入IPC机箱插槽，用导线将 PLCD-780中的A/D源的接线端子与所搭二阶惯性环节的输出、输入端口及机箱上的电源连接，组成一个完整的制系统，为通信做好准备。五、实验结果(1)理想和实际PID阶跃响应曲线（2 ）被控对象（实物搭建二阶惯性环节）阶跃响应曲线urr orHMIti:hjJ| 1 I'ifl' i上图通过D/A输出一个1伏左右的信号输入模拟的被控对象（惯性环节），A/D采集对象的输入信号及其响应，再使 D/A输出一个幅度为2伏左右的阶跃信号，同时采集输入输出信号。然后，D/A再反向在输出一个幅度为 2伏左右负的阶跃信号，