计控实验操作说明

计算机控制实验注意事项：1、硬件接线如下：O1接环节输入，中间环节输出接I1，如果两路AD和DA同时使用，接线按照实验指导书，中间环节电路中的锁零G接到-15V。2、按下“启动暂停”按键程序开始运行,再次按下该按键程序暂停。3、测试信号设置选项框中可以设置发出的波形的种类、幅值、频率、占空比、采样开关T、采样时间。4、深度选项可以设定图形显示控件存储历史数据的深度。5、下端的参数设置可以设置实验的响应参数。6、按下退出按键程序退出。实验一：A/D、D/A转换1．量化实验：a、实验接线，实验箱上信号源部分的斜波信号接到I1，I2接O1。b、打开LabVIEW软件参考程序实验一.VI。c、R0=R1=R2=R3=R4=100K。d、锁零接-15V2．两路互为倒相的周期斜波信号的产生：a、模拟电路如下图1.1所示。b、实验接线如图所示，其中R0=R1=R2=R3=R4=100K。O1为周期斜波信号，O2为偏置值，I1，I2互为倒相的周期信号。c、锁零接-15V。d、打开LabVIEW软件参考程序实验一.VI。3．测试信号的发生：a、实验接线，O1接I1。b、打开LabVIEW软件参考程序实验一.VI，分别通过测试信号选项栏来改变信号发生类型，分别为正弦波、方波、斜波、和抛物线四种波形。R2O2R1+O1R0-图1.3+R3+-+R4I2I1图2.1R2尖脉冲干扰正弦信号R1+R0-++R3R4-+实验二：数字滤波1．模拟电路如图2.1所示。2．实验接线，O1接图2.1中的正弦信号端，O2接尖脉冲干扰端，In接I1端，其中R0=R1=R2=R3=R4=100K。3．锁零接-15V。4．参考LabVIEW软件参考程序实验二，包括随机干扰信号和方波干扰信号的参考程序和高阶滤波参考程序。实验三：D（S）离散化方法的研究1．连续系统串联校正及动态性能，此实验在自控理论实验中完成。2．计算机闭环控制系统的混合仿真。a、模拟电路如下图3.3所示。b、实验接线，O1接Om，In接I1。c、锁零接-15V。d、打开LabVIEW软件参考程序实验三.VI。图3.3++Om100k500k1u-200k++-1uIn图3.4R(t)e(t)D(z)Z.0.HG(s)y(t)实验四：数字PID控制算法的研究1．模拟电路如图4.1所示。2．实验接线，O1接Om，In接I1。3．锁零接-15V。4．R0＝100k，R1＝500k，C1＝2u，R2＝200k，R3＝500k，C2＝1u。5．打开LabVIEW软件参考程序实验四，数字PID控制器的参数整定，可以通过KP、TI、TD进行修改，观测对系统动态性能的影响。InOm图4.1++R0R1-C1R2++C2R3-R(t)e(t)e(k)PIDG(s)图4.2Z.0.Hu(k)y(t)实验五：串级控制的算法研究1．模拟电路如图5.1所示。2．实验接线，O1接Om，I1、I2分别接A/D采样通道I1、I2。3．常规数字算法运行LabVIEW软件参考程序实验五；逐步整定法。具体参见实验指导书。4．锁零接-15V。5．R0=R1=R2=R3=100K，R4=200K，C1=3UF，C2=C3=1UF，R=15K。y(k)+C2C1D1(z)e(k)OmR0R(t)-R3++R1-R2++R4C3-+D2(z)u(k)图5.1Z.0.H0.05s+15+RR-+I1I2s12s+14I2I1y(t)图5.2实验六：解耦控制的算法研究1．模拟电路如图6.2所示。2．实验接线也如6.2图所示。3．锁零接-15V。4．R0＝R1＝100k，R2＝R3＝500k，C1＝1uF，R4＝R5＝R6＝R7=100k，C2＝1uF，R8＝200k。5．运行LabVIEW软件参考程序实验六，比较A/D采样两通道波形解耦前后情况，方法如下：改变一路A/D电路中参数值，观测另一路A/D信号是否变化；如果变化很小解耦作用就达到，同样也可以改变软件上的参数，即改变任一路数字PID调节器，观测另一路波形变化情况。如果在实验中，效果不好，可以对程序中的Km1,Km2进行修改。O2++I2图6.2++O1R4R5-C2++R0R1-I1R2R8R6-+R7+C1R3-r2(t)r1(t)u2(t)e2(t)PID2PID1e1(t)u1(t)M1(t)M2(t)图6.4G22D21(s)D12(s)G21G12G11c2(t)c1(t)实验七：最少拍控制的研究1．模拟电路如图7.1所示。2．实验接线，O1接Om，I1接In，其中R0=100K，R1=100K，C1=C2=1UF。3．锁零接-15V。4．运行LabVIEW软件参考程序实验七，在程序中选择不同的输入波形，观测输出波形，在实验当中，可以调节程序中T1、T、K参数值，然后再次运行程序。InOm图7.1++R0R1-C1R2++C2-图7.2r(t)e(t)D(z)e(k)Z.0.HG(s)y(t)实验八：具有纯滞后系统的大林控制1．模拟电路如图8.1所示。2．实验接线，O1接Om，I1接In，其中R=R0=100K，R1=510K，C1=2UF，3．锁零接-15V。4．运行LabVIEW软件参考程序实验八，改变程序中的T0，TI，T，K参数，观测系统动态变化。InOm图8.1++R0R1-C1R++-Re(k)e(t)r(t)D(z)T1s+1图8.2Z.0.Hke-nTsy(t)实验九：线性离散系统全状态反馈控制1．模拟电路如图9.2所示。2．实验接线，O1接Om，I1接X1，I2接X2，此时I2显示反相。3．锁零接-15V。4．R0＝R1＝100K，C1＝10UF，R2＝500K，C2＝2UF。5．运行LabVIEW软件参考程序实验九，将改变参数K1和K2，然后再次运行程序，参考值K1=-1.48，K2=-1.04。u(t)图9.1e(k)k1k2e(t)Z.0.Hs+11x2x1s1y(t)C1R1图9.2A/D控制器OmA/DD/AR0+--x2+R2+-+C2x1实验十：二维模糊控制器1．模拟电路如图10.1，10.2，10.3所示，控制结构图如图10.4。2．实验接线，O1接Om，I1接In。3．锁零接-15V。4．R0＝R1＝100K，C1＝C3＝2UF，R2＝500K，C2＝1UF。5．运行LabVIEW软件参考程序实验九，将改变参数K1和K2，然后再次运行程序，参考值K1=-1.48，K2=-1.04。C1R1OmR0+-R3图10.1+R2+-+C2InC1R1OmR0+-R3图10.2+R2+-+InOmR0++-R2+-C1R1R3C2图10.3+R4++-RC3R5In+-+RZ.0.H图10.4u(k)e(k)e(t)u(t)FuzzyD(z)G(s)e-sy(t)