计算机控制技术第四章计算机控制技术基础实验

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第四章计算机控制技术基础实验

实验二数字滤波器

1实验电路

尖脉冲产生电路测试信号的产

生电路图

2实验单元

输入信号：4Hz,2V的方波信号输入，产生尖脉冲干扰信号。上

位机的“脚本编辑器”编程从DA2输出IV,1Hz的正

弦信号；

电路单元：U2>U8,U6>上位机软件

3实验数据及实验曲线

3.1低阶滤波：

1)4Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K,缓存设置为8192

黄色曲线为未加干扰时的波形，白色曲线为滤波后。

2)10Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K,缓存设置为8192

黄色曲线为未加干扰时的波形，白色曲线为滤波后。

3.2高阶滤波

1)4Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为20K,缓存设置为8192

2)10Hz的脉冲干扰信号时，采样频率为30K,缓存设置为1024

黄色曲线为未加干扰时的波形，白色曲线为滤波后。

实验三离散化方法研究

1实验电路

来源网络

1.1校正前模拟电路

1.2校正后模拟电路

2实验单元

2.1模拟部分

电路单元：校正前：U9>Un

校正后：5、U4>U7>U9、Uu

上位机软件

2.2数字部分

输入信号：阶跃信号发生器（单位阶跃输出）

电路单元：也、Uu

上位机软件

3实验数据及实验曲线

3.1模拟控制器

系统超调量为11.1%

黄色曲线为单位阶跃输入信号,白色曲线为输出信号。

3.2.1后向差分法（Ts=O.l）。

系统超调量为19.3%

3.2.2阶跃响应不变法（Ts=O.1）。

系统超调量为15%

3.2.3双线性变换（Ts=O.l）。

系统超调量为17.5%。

实验四数字PW调节器算法的研究

1实验电路

2实验单元

电路单元：u5>U7

上位机软件

3实验数据及实验曲线

3・1积分分离PID(k=0.8,ti=5,td=O)

超调量为15.6%

3.2位置式PID(k=0.8,ti=5,td=O)；运行步长100ms。

超调量为27.5%o

3.3增量式PID(k=0.8,ti=5,td=0)

超调量为27.3%o

实验五串级控制算法的研究

1实验电路

2实验单元

电路单元：小、

上位机软件

3实验数据及实验曲线

3.1不加副控制器时:kl=l,til=3,（其它PID参数为0）；运行

步长100mso

黄色曲线为主控制参数，白色曲线为输副控制参数,输出变量为

OP（具体参见串级控制脚本程序）。超调量为35%。

3.1加副控制器时：kl=l,k2=L2,til=3,ti2=l（其它P器参数

为0）;运行步长100ms。

黄色曲线为主控制参数，白色曲线为输副控制参数,输出变量为

OP1（具体参见串级控制脚本程序）。无超调量。

实验六解耦控制算法的研究

1实验电路

2实验单元

电路单元：u3>u4>u5>u6>

1）7、u9

3实验数据及实验曲线

1）kl=2.0,k2=l.2,

til=0.8，ti2=l,

dl2=0,d21=0----没

有加解耦装置

1)kl=2.0,k2=1.2,til=0.8,ti2=l,dl2=-0.5,d21=l

加入解耦装置后

3.2kl=2.5,k2=1.2,til=0.8,ti2=l,dl2=-0.5,d21=l----

加入解耦装置后修改kl值

标识

实验七最少拍控制算法研究

1实验单元

2电路单元：必、U12o

3实验数据及实验曲线

有纹波:采样时间（控制步长）为200,Ts=0波、Ti=Kk=0.5o

白色曲线为给定值，黄色曲线为实际值。

无纹波：采样时间（控制步长）为200,Ts=0.2、Ti=Kk=0.5o

白色曲线为给定值，黄色曲线为实际值。

无纹波控制对于纹波有明显的抑制效果，但不可能像理论一

样真正无纹波。

实验八具有纯滞后系统的大林控制

1实验电路

2实验单元又

3实验数据及实验曲线

第一实验波形滞后时间为：0（无滞后时间）

第二实验波形滞后时间为：100ms

第三实验波形滞后时间为：200nls

第四实验波形滞后时间为：300ms

注：一般滞后时间不大于对象时间常数的0.3倍，若大于对象时

间常数的0.5倍，则为大滞后。

实验九线性离散系统的全状态反馈控制

1、实验电路

2、实验单元Uu、U13

3、实验数据及实验曲线

Kl=l.58,k2=l.24

黄色曲线为控制曲线。

实验十模糊控制系统

1实验电路

二阶系统

一阶系统

三阶系统

2实验单元

上位机软件

3实验数据及实验曲线

1）二阶系统

kl=1.8,k2=5,k=0.01采样时间100ms,滞后时间100ms

2）一阶系统

kl=1.8,k2=5,k=0.01采样时间100ms,滞后时间100ms

3）三阶系统

kl=4,k2=10,k=0.005采样时间100ms,滞后时间100ms

实验十一具有单神经元控制器的控制系统

1、实验电路

二阶系统

一阶系统

三阶系统

2、实验单元

上位机软件

3、实验数据及实验曲线

1）二阶系统

p=0.5,k=0.1