计算机控制技术实验总结

学 生 实 验 报 告

（理工类）

课程名称： 计算机控制技术 专业班级： 14电气（2）

学生学号： 学生姓名：

所属院部： 机电工程学院 指导教师： 姜玉东

20 17 ——20 18 学年 第 一 学期

金陵科技学院教务处制

实验项目名称：地址译码电路设计实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点：计算机辅助设计与制造实验室 实验日期： 2017.10.28 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求

实验目的

1、熟悉Proteus软件的开发环境。 2、学习3-8译码器在接口电路中的应用。 3、掌握I/O接口地址译码电路的一般设计方法。 实验要求

使用ISA总线的AEN（DMA地址使用信号，高电平有效）信号、地址信号A0~A9、3-8译码器芯片74HCT138，以及其他的基本门电路，设

实验一 离散化方法研究

一、实验目的

1．学习并掌握数字控制器的设计方法；

2．熟悉将模拟控制器D(S)离散为数字控制器的原理与方法；

3．通过数模混合实验，对D(S)的多种离散化方法作比较研究，并对D(S)离散化前后闭环系统的性能进行比较，以加深对计算机控制系统的理解。 二、实验设备

1．THBCC-1型 信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台

2．THBXD数据采集卡一块(含37芯通信线、16芯排线和USB电缆线各1根) 3．PC机1台(含软件“THBCC-1”) 三、实验内容

1．按连续系统的要求，照图3-1的方案设计一个与被控对象串联的模拟控制器D(S)，并用示波器观测系统的动态特性。

2．利用实验平台，设计一个数－模混合仿真的计算机控制系统，并利用D(S)离散化后所编写的程序对系统进行控制。

3．研究采样周期TS变化时，不同离散化的方法对闭环控制系统性能的影响。 4．对上述连续系统和计算机控制系统的动态性能作比较研究。 四、实验原理

由于计算机的发展，计算机及其相应的信号变换装置（A/D和D/A）取代了常规的模拟控制。在对原有的连续控制系统进行改造时，最方便的办法是将原来的模拟控制器离散化，其实质是将数字控制部分（A/D、计

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

某时刻测得热电势Ex =34.66mV，由该热电偶的分度表可直接查出其相应温度Tx=834 ℃

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

现用式计算，先从表中查得所策热电势值处于7-8号折点的段内，将各有关数值代入上式得： Tn?Tn?1Tx?Tn?1?(Ex?En?1En?En?1

其相对误差为：

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直

o线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。 x 再用前式计算

880?820T?820C?(34.66?34.10)?833.36.53?34.10

例 某烟厂用计算机数据采集系统采集烟叶发酵室的温度变化情况，该室温度测量范围是20-80℃，所得模拟信号为1-5V,采用铂热电阻（线性传感元件）测温，用8位A/D转换器转换为数字量，转换器输入0-5V时输出是00H-0FFH。某一时刻，计

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

某时刻测得热电势Ex =34.66mV，由该热电偶的分度表可直接查出其相应温度Tx=834 ℃

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。

现用式计算，先从表中查得所策热电势值处于7-8号折点的段内，将各有关数值代入上式得： Tn?Tn?1Tx?Tn?1?(Ex?En?1En?En?1

其相对误差为：

例 某系统用镍铬—镍铝热电偶测温，先将温度400-1000℃的范围按每60℃一段划分为10段，各段用直

o线近似，折线上各折点的T-E值如表所列。 x 再用前式计算

880?820T?820C?(34.66?34.10)?833.36.53?34.10

例 某烟厂用计算机数据采集系统采集烟叶发酵室的温度变化情况，该室温度测量范围是20-80℃，所得模拟信号为1-5V,采用铂热电阻（线性传感元件）测温，用8位A/D转换器转换为数字量，转换器输入0-5V时输出是00H-0FFH。某一时刻，计

第三章 计算机控制技术基础实验

实验一 A/D与D/A转换

一、实验目的

1．通过实验了解实验系统的结构与使用方法；

2．通过实验了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。 二、实验设备

1．THBCC-1型 信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台

2．THBXD数据采集卡一块(含37芯通信线、16芯排线和USB电缆线各1根) 3．PC机1台(含软件“THBCC-1”) 三、实验内容

1．输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之； 2．在上位机输入一十进制代码，完成通道的数模转换实验。 四、实验步骤

1. 启动实验台的“电源总开关”，打开±5、±15V电源。将“阶跃信号发生器”单元输出端连接到“数据采集接口单元“的“AD1”通道,同时将采集接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端；

2、将“阶跃信号发生器”的输入电压调节为1V；

3. 启动计算机，在桌面双击图标“THBCC-1”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；

4. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始”按钮，观测采集卡上AD转换器的转换结果，在输入电压为1V(可以使用面板上的直流数字电压表进行测量)

步进电机控制

计算机控制技术课程实验之二

步进电机控制

实验内容

1. 掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法；

2. 掌握步进电机的工作原理及控制方法；

3. 掌握步进电机控制的不同编程方法。

1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。要求利用P1口作步进电机的控制端口，通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。

2.编写程序，实现步进电机的正反转控制。正反转时间分别持续10S时间，如此循环。

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char

步进电机控制

#define uint unsigned int

uchar code zheng[]={0xf3,0xf6,0xfc,0xf9};

uchar code fan[]={0xf9,0xfc,0xf6,0xf3};

uchar t;

bit flag=0;

void delay(uint z)

{

uint i,j;

for(i=0;i<z;i++)

for(j=0;j<110;j++);

}

void timer_init()

{

TMOD=0X01;//定时器0，方式1

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-

微型计算机控制技术

实验指导书

王新江 编

济南大学

自动化与电气工程学院

二0一五年四月

目 录

前 言 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3 第一部分 THBDC-1信号与系统·自控理论·计算机控制技术实验平台

使用说明

第一章 系统概述 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅4 第二章 硬件的组成及使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅5 第三章 THBDC-1软件使用说明┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅8 第一节 THBDC-1软件的使用说明 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 8 第二节Bode 软件的使用说明┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 34 第二部分 THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台

实验指导书（下） — 微型计算机控制技术

实验一、数字PID调节器算法的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅43 实验二、最少拍控制算法研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅48 实验三、直流电机PID控制┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅53 实验四、步进电机转速控制┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅57 实验五、温度PID控制

步进电机控制

计算机控制技术课程实验之二

步进电机控制

实验内容

1. 掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法；

2. 掌握步进电机的工作原理及控制方法；

3. 掌握步进电机控制的不同编程方法。

1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。要求利用P1口作步进电机的控制端口，通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。

2.编写程序，实现步进电机的正反转控制。正反转时间分别持续10S时间，如此循环。

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char

步进电机控制

#define uint unsigned int

uchar code zheng[]={0xf3,0xf6,0xfc,0xf9};

uchar code fan[]={0xf9,0xfc,0xf6,0xf3};

uchar t;

bit flag=0;

void delay(uint z)

{

uint i,j;

for(i=0;i<z;i++)

for(j=0;j<110;j++);

}

void timer_init()

{

TMOD=0X01;//定时器0，方式1

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-

一. 填空题：

1、计算机控制系统的工作过程为：实时数据采集、 实时控制决策、实时控制输出 。

2、计算机控制系统硬件由 工业控制机 、 计算机 、过程输入输出通道和生产过程组成。 3、选择D/A转换器时应着重考虑的是： 转换精度 、 转换速度 。 4、接地技术中接地方式有： 接实地 、 接虚地 等两种。

5、计算机控制系统按总体结构来分有： 硬件 、 软件 两大类

6、计算机控制系统是指采用了 计算机来实现生产过程 的自动控制系统。 7、计算机控制系统软件由 系统开发环境 和 系统运行环境 组成。

8、计算机控制系统输入/输出通道分为四类，分别是模拟量输入通道、 模拟量输出 通道、 数字量输入 通道，数字量输出通道。

9、过程通道中存在的干扰有： 串模干扰 、 共模干扰 。

10、局域网常见的网络拓朴结构有： 星型 、 环状型 、总线型等。

11、计算机控制系统是指利用 计算机 来实现 生产过程 自动控制的系统。

12、计算机控制系统输入/输出通道分为四类，分别是模拟量输入通道、模拟量输出 通道、 数字量输入 通道，数字量输出通道。

14、衡量一个D/A转换器性能的主要参数有： 分辨率、转换时间、精度

浅析计算机控制技术

随着科学技术的不断进步，人们更多的利用计算机来实现对各领域的控制。计算机技术、自动控制技术、CRT显示技术、检测与传感器技术、微电子技术的高速发展以及通信与网络技术的发展，为计算机控制技术的发展带来了巨大的推动力。本文将就计算机控制技术的概述、特点、应用方式、发展方向这几个方面做出论述。

一、计算机控制技术之概述

以计算机应用技术、自动控制技术和电子技术作为基础的计算机控制技术，在实现自动化的生产过程、精密化的生产技术、信息化的生产设备及最佳化的机电控制系统的过程中，把计算机控制技术作为核心，并充分综合利用了可编程控制技术、计算机网络技术、单片机技术。由此可见，一个完整的计算机控制系统应由被控对象、主机、外围设备、外部设备、软件系统和自动化仪表几个部分组成，硬件和软件均是组成计算机控制系统的最重要的两大组成部分。而计算机控制系统的控制过程则由实时数据采集、实时控制决策及实时控制三个方面来实现控制。

二、计算机控制系统的特点

1.从结构维度分析，数字计算机才是计算机控制系统执行控制功能的核心部件，执行机构和测量装置等是其常用的模拟部件。由此可见，计算机控制系统是数字部件和模拟部件的混合系统。

2.从信号形式分析，计算机控制系统中除了有连