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文本内容:
《计算机控制系统》实验教学大纲实验室名称控制理论与计算机控制实验室实验类别专业课程实验实验性质非独立设课考核方式实验报告适用专业自动化
一、实验课程的性质、目的与任务《计算机控制系统》是自动化专业的专业基础课程主要是计算机控制系统的过程,过程通道的设计,与控制理论相对应的各种算法实现实验的设计就是为了验证过程通道设计的相关要求、各种控制算法的应用为此配合理论教学,应该增设实验环节通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识实验主要在控制理论与计算机控制实验系统平台上进行,通过设计的实验,以增强学生动手能力,使学生感到真实,验证相关的理论及概念实验应该按照教学进度进行,不要突击实验二实验名称实验内容及基本要求实验一过程通道的设计与实现(2学时)验证性实验内容在实验平台上,验证有AT89c51系列单片机及AD7366芯片的接口及相关地址、控制信号、数据传输的过程过程通道的设计为四通道输入(All、AI
2、AI
3、AI4)两通道输出(AOI、AO2)系统基本要求
1.设计主程序、中断服务程序;编译;下载;传送到AT89c
512.输入一定值的电压,测取模数转换的特性,并分析之;
3.在程序输入一个要得到的电压值,完成通道的数模转换实验;
4.在偏置55(伏)的作用下,模拟输入信号,调整;看输出变化效果实验二基于Matlab仿真平台的PID改进算法验证(2学时)验证性实验内容在工业过程控制中,应用最广泛的控制器是PID控制器,它是按偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)组合而成的控制规律而数字PID控制器则是由模拟PID控制规律直接变换所得在PID控制规律中,引入积分的目的是为了消除静差,提高控制精度,但系统中引入了积分,往往使之产生过大的超调量,这对某些生产过程是不允许的因此在工业生产中常用改进的PID算法,如积分分离PID算法,其思想是当被控量与设定值偏差较大时取消积分控制;当控制量接近给定值时才将积分作用投入,以消除静差,提高控制精度这样,既保持了积分的作用,又减小了超调量分析数字PID的实现过程,数字PID特性注重积分分离法、微分先行等控制效果基本要求
1.在Matlab仿真平台上,以Simulation为工具,以它励直流电动机双环控制系统为控制对象,控制搭建PID控制系统;
2.掌握积分饱和、微分饱和等现象;
3.采用理论介绍中的方法进行控制;看看改进后的控制效果实验三大林算法在温度控制系统中的应用(2学时)验证性实验内容在生产过程中,大多数工业对象具有较大的纯滞后时间,对象的纯滞后时间工对控制系统的控制性能极为不利,它使系统的稳定性降低,过渡过程特性变坏当对象的纯滞后时间7与对象的惯性时间常数Tm之比,即7/TmN
0.5时,采用常规的比例积分微分(PID)控制,很难获得良好的控制性能长期以来,人们对纯滞后对象的控制作了大量的研究,比较有代表性的方法有大林算法和纯滞后补偿(Smith预估)控制本实验以大林算法为依据进行研究,大林算法综合目标不是最少拍响应,而是一个具有纯滞后时间的一阶滞后响应基本要求
1.具有纯滞后一阶惯性环节大林算法的实现;
2.具有纯滞后二阶惯性环节大林算法的实现;
3.在实验中观察振铃现象并研究其消除方法
四、考核办法及实验报告
4.考核办法考核成绩由平时成绩(50%)和实验考核成绩(50%)构成平时成绩以每项实验的现场操作评定成绩(20%)及实验后提交的实验报告成绩(30%)做为依据实验考核成绩以学期末进行实验操作和笔试考核打分评定将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩10%的比例纳入课程的总成绩
5.实验报告实验报告内容包括实验题目、实验日期、实验内容(实验操作的步骤或实验过程,要求步骤完整)、实验数据记录、实验小结(实验中遇到的问题及解决方法)等实验报告要求书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰以书面形式递交评分标准优、良、中、及格、不及格优独立完成整个实验过程,正确回答教师提出的有关实验问题,根据实验要求,认真撰写实验报告良独立完成整个实验过程,基本上能回答教师提出的有关实验问题,基本上能按实验要求撰写实验报告中在教师指导下,能够完成整个实验过程,基本上能回答教师提出的有关实验问题,实验结论基本正确及格能预习实验内容,预习报告不认真,能部分回答教师提出的有关实验问题,实验结论基本正确不及格对实验内容不了解,预习报告不认真,对实验现象不能分析判断,实验报告错误较多
五、使用教材及主要参考书实验指导书《基于天煌计算机控制系统实验平台之实验指导书》(自编)。