12图2-1采样实验连线图上图中，用P1.7来模拟1#定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期=定时器时常x2,“1RQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断。这里，正弦波单元的“OUT”端输出周期性的正弦波信号，通过模数转换单元的“IN7”端输入,系统用定时器作为基准时钟（初始化为10ms）,定时采集“IN7”端的信号，转换结束产生采样中断，在中断服务程序中读入转换完的数字量，送到数模转换单元，在“OUT1”端输出相应的模拟信号。由于数模转换器有输出锁存能力，所以它具有零阶保持器的作用。采样周期丁二丁以10ms,TK的范围为01〜FFH,通过修改TK就可以灵活地改变采样周期，后面实验的采样周期设置也是如此。参考程序流程：基于上面的实验线路，可以设计如下的参考程序流程。采样中断服务程序主程序（零阶保持）图2-2采样实验程序流程图参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC1-2-1文件夹中的ACC1-2-1.UV21.信号的还原（1）实验原理从香农定理可知，对于信号的采集，只要选择恰当的采样周期，就不会失去信号的主要特征。在实际应用中，一般总是取实际采样频率Ws比2Wmax大，如：Ws>10Wmaxo但是如果采用插值法恢复信号，就可以降低对采样频率的要求，香农定理给出了采样频率的下限，但是用不同的插值方法恢复信号需要的采样频率也不相同。直线插值法（取Ws>5Wmax）利用式2-1在点（X0,Y0）和（XI,Y1）之间插入点（X,Y）
13y=yo+K（x-xo）式2」
14K=n-ro其中：-A1-X0XI—XO为采样间隔，Yl—YO分别为XI和XO采样时刻的AD采样值。二次曲线插值法(取Ws>3Wmax)：y=Y0+(X-X0)[Kl+K2(X-Al)]式其中:(y2-yon-ro^in_roKAX2-XQ~X\-XQ)K1二■A/一二XI-%0X2-X\(2)实验线路图设计为了验证上面的原理，可以设计如下的实验线路图，图中画的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。正弦波模数转换控制计算机数模转换图24信号采样还原实验连线图上图中，用P1.7来模拟1#定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期=定时器时常x2,“IRQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断。这里，正弦波单元的“OUT”端输出周期性正弦波信号，通过模数单元的“IN7”端输入,系统用定时器作为基准时钟(初始化为10ms),定时采集“IN7”端的信号，并通过控制机算计读取转换完后的数字量，再送到数模转换单元，由“OUT1”端输出相应的模拟信号。采样周期丁=7\、10ms,Tk的范围为01~FFH。(3)参考程序流程图设计
15采惮中**务悭件（友战荷值）家林中"■务程序（二次曲线（6值＞图2-3直线插值、二次曲线插值程序流程图参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC1-2-2文件夹中的ACC1-2-2.UV2（直线插值法），ACC1-2-3文件夹中的ACCl-2-3.UV2（二次曲线插值法）。2.5实验步骤及结果1.信号采样（1）按照实验线路图2/接线，用示波器的表笔测量正弦波单元的“our端，调节正弦波单元的调幅、调频电位器及拨动开关，使得“OUT”端输出幅值为3V,周期1S的正弦波。（2）参考流程图2-2编写零阶保持程序，汇编、链接，点击“④”图标，使得系统进入“Start/StopDebugSession”模式。（3）点击“:事，图标，运行程序，用示波器观察数模转换单元的输出，见图2-5。采样点零阶保持图2・5零阶保持器实验参考结果（4）增大采样周期，当采样周期＞0.5S时，即Tk＞32H时，运行程序并观测数模转换单元
16的输出波形应该失真，记录此时的采样周期，验证香农定理。1.信号的还原(1)按照线路图24接线，使正弦波单元输出幅值为3V,周期1S的正弦波。(2)参考流程图2-3分别编写直线插值和二次曲线插值程序，并编译、链接。⑶点击“'忸”图标，使得系统进入弋1311/$3口6氏^$6551011”模式。点击“国1”图标，运行程序，用示波器观察数模转换单元的输出，和零阶保持程序的运行效果进行比较。零阶保持直线插值二次曲线插值图2-6三种还原方法实验结果参考由上述结果可以看出：在采样频率Ws=10Wmax时，用三种方法还原信号，直线插值要好于零阶保持，二次曲线插值好于直线插值。采用合理的插值算法可以降低信号的失真度，在允许的范围内可以有效地降低对采样频率的要求。(4)(3)中是在同一采样频率下，比较三种方法还原信号的效果，实验中也可比较一种还原方法在不同采样频率下的效果。对于零阶保持来说：当采样频率之信号频率的10倍时，即7t""信号的还原效果较好。对于直线插值来说：当采样频率N信号频率的5倍时，即"74"信号的还原效果较好。对于二次曲线插值来说：当采样频率之信号频率的3倍时，即旧信号的还原效果较好。
17实验三数字滤波3.1实验目的1.1习和掌握一阶惯性滤波1.2习和掌握四点加权滤波1.3实验设备PC机-台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块1.4实验内容分别编写一阶惯性滤波程序和四点加权滤波程序，将混合干扰信号的正弦波送到数字滤波器，并用示波器观察经过滤波后的信号。1.5实验原理一般现场环境比较恶劣，干扰源比较多，消除和抑制干扰的方法主要有模拟滤波和数字滤波两种。由于数字滤波方法成本低、可靠性高、无阻抗匹配、灵活方便等特点，被广泛应用，下面是一个典型数字滤波的方框图：图3-1滤波前后效果示意图1.滤波器算法设计一阶惯性滤波：相当于传函3+1的数字滤波器，由一阶差分法可得近似式
18Yk=（l-a）XK+（a）YK_xXk：当前采样时刻的输入Yk：当前采样时刻的输出Ykt：前一采样时刻的输出,_a=rT：采样周期，7四点加权滤波算法为：L=4X*+axJ+（式中£4=1）Xk：当前采样时刻的输入Xk-i：前一采样时刻的输入Yk：当前采样时刻的输出2.参考流程图：采样中断程序采样中断程序主断（一倾性）（四点加权）图3-2数字滤波实验程序流程图参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC1-3-1文件夹中的ACC1-3-1.UV2
19（一阶惯性），ACC1-3-2文件夹中的ACC1-3-2.UV2（四点加权）。2.实验线路图：图中画的线需用户在实验中自行接好，运放单元需用户自行搭接。慎畋转换*元控制计原机数慎转换*元图3-3数字滤波实验连线图上图中，用P1.7来模拟1#定时器的输出，通过0UT1排针引出，方波周期=定时器时常x2,“IRQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断。电路中用RC电路将S端方波微分，再和正弦波单元产生的正弦波叠加。注意R点波形不要超过±5V,以免数字化溢出。计算机对有干扰的正弦信号R通过模数转换器采样输入，然后进行数字滤波处理，去除干扰，最后送至数模转换器变成模拟量C输出。3.5实验步骤及结果1.按图3-3接线，调节正弦波使其周期约为2S,调信号源单元使其产生周期为100ms的干扰信号（从“NC”端引出），调节接线图中的两个47K电位器使正弦波幅值为3V,干扰波的幅值为0.5V。2.参照流程图分别编写一阶惯性和四点加权程序，检查无误后编译、链接。
201.点击图标，使得系统进入“Start/StopDebugSession”模式。点击“圆”图标，运行程序，分别运行程序，用示波器观察R点和C点，比较滤波前和滤波后的波形。2.如果滤波效果不满意，调节相应程序中的参数，再执行步骤2和3。记录实验曲线，将实验结果填入下表中的括号中。表3-1滤波实验记录表叁数项目IkTs(ms)198aAlA2A3A4滤波前后正弦幅值比注波前后干扰幅值比一阶惯性150.10.9/3/3()0.50.1()8400.10.912.15()0.50()四点加权15/0.30.30.20.23/3()0.50.4()8400.30.30.2023/3()0.50.2()不适当的应用数字滤波反而会降低控制效果，甚至造成系统不稳定。在实际应用中,对于参数变化缓慢的（如温度）可用惯性滤波，对于参数变化快的信号可用加权平均滤波。
21实验四积分分离PID控制4.0PID控制原理按闭环系统误差信号的比例、积分和微分进行控制的调节器简称为PID调节器(也叫PID控制器)。它是在连续系统中技术成熟、应用最为广泛的一种调节器。随着计算机技术的飞速发展，PID控制算法可以用计算机程序实现了，而这进一步拓宽了PID调节器的应用领域，出现了各种新型数字PID控制器。本章将从多个方面来开展数字PID控制器的实验研究。在模拟调节系统中，PID算法表达式为：u(t)=Kpe(t)+—[e(t)dt+TdLTi)dt_在计算机系统中，离散的数字PID算法可以表示为位置式PID控制算式，或增量式P1D控制算式。位置式PID控制算式为：rTdu(k)=Kp(e(^)--1))不短TT：采样周期，k：采样序号，u(k)：第k次采样调节器输出，e(k)：第k次采样误差值，e(k—1)：第(k—1)次采样误差值增量式PID控制算式为：u(k)=Aw(女)+u(k-1)Au(k)=Kp(e(k)-e(k-1))+—e(k)+-(e(k)-2e(k-1)+e(Zr-2))增量式与位置式相比具有以下优点:
221.增量式算法与最近儿次采样值有关，不需要进行累加，因此，不易产生累积误差,控制效果较好。2.增量式中，计算机只输出增量，误动作（计算机故障或干扰）影响小。3.在位置式中，由手动到自动切换时，必须使输出值等于执行机构的初始值，而增量式只与本次的误差值有关，更易于实现手动到自动的无扰动切换。4.增量式控制算法因其特有的优点在控制系统中应用比位置式更加广泛。4.1实验目的1.了解P1D参数对系统性能的影响。2.学习凑试法整定PID参数。3.掌握积分分离法PID控制规律4.2实验设备PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块4.3实验原理和内容图4-1PID控制原理框图图4-1是一个典型的PID闭环控制系统方框图，其硬件电路原理及接线图可设计如下,图中画的线需用户在实验中自行接好，对象需用户在运放单元搭接。
23图4-2PID控制实验连线图上图中，用P1.7来模拟1#定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期=定时器时常x2,“IRQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断，“D1N0”表示51的I/O管脚P1.0,在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。这里，系统误差信号E通过模数转换单元“IN7”端输入，控制机的定时器作为基准时钟(初始化为10ms),定时采集“IN7”端的信号，并通过采样中断读入信号E的数字量，并进行PID计算，得到相应的控制量，再把控制量送到数模转换单元，由“OUT1”端输出相应的模拟信号，来控制对象系统。本实验中，采用位置式PID算式。在一般的P1D控制中，当有较大的扰动或大幅度改变给定值时，会有较大的误差，以及系统有惯性和滞后，因此在积分项的作用下,往往会使系统超调变大、过渡时间变长。为此，可采用积分分离法P1D控制算法，即:当误差e(k)较大时，取消积分作用；当误差e(k)较小时才将积分作用加入。图15.2-3是积分分离法PID控制实验的参考程序流程图。
24主悭序果棒中断服务陞序图4-3PID控制软件流程图参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC3-2-1文件夹中的ACC3-2-1.UV2。为了便于实验参数的调整，下面讨论PID参数对系统性能的影响：(1)增大比例系数Kp一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差。但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使系统稳定性变坏。(2)增大积分时间参数Ti有利于消除静差、减小超调、减小振荡，使系统更加稳定，但系统静差的消除将随之减慢。(3)增大微分时间参数Td有利于加快系统响应，使超调量减小，系统稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱，对扰动有较敏感的响应。
25在调整参数时，可以使用凑试法。参考以上参数对控制过程的影响趋势，对参数实行
26“先比例，后积分，再微分”的步骤。(1)首先整定比例部分。将比例系数Kp由小变大，并观察相应的系统响应，直到响应曲线超调小、反应快。如果系统没有静差，或者静差小到允许的范围内，那么只需比例调节器即可。(2)如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足要求，则须加入积分作用。整定时首先置积分时间Ti为一较大值，并将第一步整定得到的比例系数KP缩小(如80%),然后减小积分时间，使静差得到消除。如果动态性能(过渡时间短)也满意，则需PI调节器即可。(3)若动态性能不好，则需加入微分作用。整定时，使微分时间Td从0变大，并相应的改变比例系数和积分时间，逐步凑试，直到满意结果。由于P1D三个参数有互补作用,减小一个往往可由几个增大来补偿，因此参数的整定值不唯一，不同的参数组合完全有可能得到同样的效果。1.1实验步骤1.按照实验线路图4-2接线，信号源输出幅值为2V,周期6s的方波。2.确定系统的采样周期以及积分分离值。3.参考流程图4-3编写实验程序，将积分分离值设为最大值7FH(相当于没有引入积分分离)。检查无误后编译、链接。4.点击“摩图标，使得系统进入“Start/StopDebugSession”模式。5.点击“圆”图标，运行程序，用示波器分别观测输入端R和输出端C。6.如果系统性能不满意，点击“■”图标，停止程序运行，按“SST51系统板”上的“复位”键，使得系统退出“Start/StopDebugSession”模式，进入到程序编辑模式，用凑试法修改P1D参数，再重复步骤4和5,直到响应曲线满意，并记录响应曲线的超调量和过渡时间。7.同理，修改积分分离值为20H,记录此时响应曲线的超调量和过渡时间，并和未引入积分分离值时的响应曲线进行比较。8.将6和7中的较满意的响应曲线分别保存，在画板、PHOTOSHOP中处理后粘贴到WORD中，方便形成实验报告。4.5实验结果及分析
27图4Y积分分离PID控制分离效果图从上图中可以看出，引入积分分离法后，降低了系统输出的超调量，并缩短了调节时间。
28实验五最小拍控制实验5.1数字调节器直接设计法：由于控制任务的需要，当所选择的采样周期比较大或对控制质量要求比较高时，就要从被控对象的特性出发，直接根据采样系统理论来设计数字调节器，这种方法称为直接数字设计方法。直接数字设计比模拟化设计更具有•般的意义，它完全是根据采样系统的特点进行分析与综合，并导出相应的控制规律的。5.2实验目的1.掌握最小拍有纹波控制系统的设计方法。2.掌握最小拍无纹波控制系统的设计方法。3.2实验设备PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块4.3实验原理及内容典型的最小拍控制系统如图5-1所示，其中D(Z)为数字调节器，G(Z)为包括零阶保持器在内的广义对象的Z传递函数，①(Z)为闭环Z传递函数，C(Z)为输出信号的Z传递函数，R(Z)为输入信号的Z传递函数。II①U)G⑵图5-1数字控制器原理框图-z)=°(z)qz)闭环Z传递函数1+D(Z)G(Z)
29、「「、E(Z)1Ge(Z)==1-Z]-将RZ)UD(Z)G(Z)误差z传通函数U(z)l-Ge(Z)D(:)=可得最小拍控制系统的数字调节器为：E(z)-Ge(Z)G(Z)-G(Z)[l-0(Z)]将D(Z)表示成计算机可实现的有理多项式:u/ziKo+w+y+y(=ECZ)-l+^Z-'+^Z^+^Z-1式中E(Z)为误差输入，U(Z)为输出。将D(Z)式写成差分方程，则有：a=K°&+K£t+KE-2+KE--卬1-叩1-Wi式中反〜E-”误差输入；S〜Ui,计算机输出。1.最小拍有纹波系统设计图5-2是一个典型的最小拍控制系统。图5-2最小拍控制器设计框图R=0.717P2=0P3=0c,n、U(Z)0.5435-0.2Z'1L)(Z)==；-针对阶跃输入，其有纹波系统控制算
30法可设计为：E(Z)I+0.7I7Z-K。=0.5435K,=-0.2K2=0K3=0
31,25E(Z)=Ge(Z)•R(Z)=(1-)•—=2.5当阶跃输入信号幅值为2.5V时，"Z-U(Z)=D(Z)«E(Z)=1.3590-1.4744Z-1+1.0571Z-2-0.7580Z-31.最小拍无纹波系统设计有纹波系统虽然在采样点上的误差为零，但不能保证采样点之间的误差值也为零，因此存在纹波现象。无纹波系统设计只要使U(Z)是Zd的有限多项式，则可以保证系统输出无纹波。即：帕曲一附1)U(Z)=—=式中Pi、Zi一一分别是G(Z)的极点和零点。为了使U(Z)为有限多项式，只要①(Z)的零点包含G(Z)的全部零点即可，这也是最小拍无纹波设计和有纹波设计的唯一不同点。如图5-2所示，针对单位斜波输入，无纹波系统控制算法可设计为：_U(Z)_0.7650-0.73O2Z~l4-0.165Z~2-E(Z)~~1-0.408QZ-'-0.592(E-:=-0.4080-P2=-0.59208=0K=0.7650K：=-0.7302K.=0.1651&=03.实验线路图图5-2所示的方框图，其硬件电路原理及接线图可设计如下，图中画“「的线需用户在实验中自行接好，对象需用户在运放单元搭接。
32慢I计算机SICPL数模转换单元信号滑STR1OY1IOY(OE-O1OW>URsIMIiZK.1.IOK2:、250K测量点20K-DINCO模数转换电元o—2LInP1.74P2.7INTIPO.OH产250K图5-3最小拍控制控制实验连线图上图中，用P1.7来模拟1#定时器的输出，通过OUT1排针引出，方波周期=定时器时常x2,“IRQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断，“DINO”表示51的I/O管脚P1.0,在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。这里，系统误差信号E通过模数转换单元“IN7”端输入，控制计算机的定时器作为基准时钟(初始化为10ms),定时采集“IN7”端的信号，通过采样中断读入信号E的数字量，并将采样值进行D(Z)计算，得到相应的控制量，再把控制量送到数模转换单元,在“OUT1”端输出相应的模拟信号，来控制对象系统。3.数字控制器的实现图54是数字控制器实现的参考程序流程图。
33联桂中断股苦程序图54最小拍控制程序流程图参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC4-1-1文件夹中的ACC4-1-1.UV2（有纹波）oACC4-1-2文件夹中的ACC4-1-2.UV2（无纹波）„在参考程序中，采样周期丁=1\-10ms,Tk的取值范围为01H〜FFH,所以T的范围为10ms〜2550ms。例如：当T=1S时，有T„=-I^L=J—=IOO=64Hk0.01(s)0.013.4实验步骤1.按照实验线路图5-3接线。对象的输入信号选择：当为有纹波设计时，选择方波信号，调节电位器使方波信号的幅值为2.5V,周期为6S。当为无纹波设计时，选择单位斜波信号，斜波的幅值为6V,上升时间为6S。2.将模拟实验时象进行整定，具体整定方法参见附录一。3.参考流程图5-4编写程序，分别将有纹波和无纹波设计方法得到的参数写入程序,检查无误后编译、链接。4.点击“图标，使得系统进入“Start/StopDebugSession”模式。5.点击“圆:”图标，运行程序，用示波器观察对象的测量点C和数模转换单元的“OUT1”端，并记录波形进行分析。注意：实验中有纹波是针对阶跃输入设计，而无纹波是针对斜波输入信号设计，所以实验时要注意正确的选择信号源。
345.5实验结果及分析图5-5最小拍控制实验效果图(有波纹、无波纹)最小拍控制系统的设计方法是简便的，结构也是简单的，设计结果可以得到解析解，便于计算机实现。但是最小拍设计存在如下一些问题：(1)最小拍控制系统对输入形式的适应性差，当系统的输入形式改变，尤其是存在随机扰动时，系统的性能变坏。(2)最小拍控制系统对参数的变化很敏感，在实验过程中，随着外部条件的变化，对象参数的变化是不可避免的，以及计算机在计算过程中产生的误差，从而使得实际输出可能偏离期望值。这也就是在做最小拍设计实验时常常得不到预期效果的原因。
35实验六大林(Dahlin)算法6.1实验目的1.掌握用大林算法实现对纯滞后系统的控制。2.掌握振铃消除的方法。6.2实验设备PC机-台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块6.3实验原理及内容1.大林算法设计大多数工业对象具有较大的纯滞后时间，可以近似用一阶惯性加纯滞后环节来表示,其传递函数为：式中：T一一对象纯滞后时间，当采样周期足够小时，可以设为采样周期的整数倍；e一一对象的时间常数；k一一对象的增益；大林算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数①(s),相当于一个纯滞后环节和一个惯性环节相串联，即：Ke~e①(s)=,r=NTa)s+1式中：T一一采样周期；0一一被控对象的时间常数；3一一闭环系统的时间常数；
36K一一被控对象的增益；
37图6・1大林算法框图图6・1给出了一个典型的大林算法设计的闭环控制系统方框图。其中，被控对象时间常数。=1S,被控对象的增益K=10,闭环系统时间常数co=0.1S。取采样周期T=0.2S,根据大林算法的设计目标，数字控制器D(Z)算式应为:0.48-0.3936Z-1D(Z)=7：rt(1-O.135Z-1-0.865Z-2)Kq=0.4800K、=-0.3936K2=QKj=0P,=-0.1350(Z)=0.4631Z-2-0.4626Z"+02385Z'1+0.0166Z'式中可以看出6亿)是收敛的,稳定的。3.实验线路图设计图6-1所示的方框图，其硬件电路原理及接线图可设计如图6-2所示。图中画
38的线需用户在实验中自行接好，对象需用户在运放单元搭接。图6-2大林算法实验连线图上图中，用P1.7来模拟1#定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期=定时器时常x2,“IRQ7”表示51的外部中断1,用作采样中断，“DINO”表示51的I/O管脚P1.O,在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。这里，系统误差信号E通过模数转换单元“IN7”端输入，控制计算机的定时器作为基准时钟（初始化为10ms）,定时采集“IN7”端的信号，通过采样中断读入信号E的数字量，并将采样值进行D（Z）计算，得到相应的控制量，再把控制量送到数模转换单元，在“OUT1”端输出相应的模拟信号，控制对象系统。值得说明的是，在本实验中,纯滞后环节是通过程序控制采样保持器（PU1）的输出滞后D/A输出一拍来模拟实现的。4.数字控制器的实现图6-3是数字控制器实现的参考程序流程图。
39主程序枭样中断服务程序图6-3大林算法程序流程图参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC421文件夹中的ACC42l.UV2（有振铃）。ACC422文件夹中的ACC422.UV2（振铃消除）。在参考程序中，采样周期丁=1\-100«,Tk的取值范围为01H〜FFH,相应T的范围为10ms〜2550ms,例如：当T=0.2S时，6.4实验步骤1.按照实验线路图6-2接线，调节信号源使其输出幅值为2V,周期6s的方波。2.将模拟实验对象进行整定，具体整定方法参见附录一。3.参考流程图编写程序，将D亿）算式的参数写入程序，检查无误后编译、链接。4.点击“91’图标，使得系统进入“Start/StopDebugSession”模式。5.点击“；色”图标，运行程序，用示波器观察对象的测量点C,并记录系统的性能指标；用示波器观察数模转换单元的“OUT1”端，看是否有振铃现象。若无振铃，可能是对象整定有误差，此时只要将图6-2中的25K电阻对应的电位器微调一下即可。6.当出现振铃现象时，点击0”图标，停止程序运行，按“SST51系统板”上的“复位“键，使得系统退出“Start/StopDebugSession”模式，进入到程序编辑模式，将消除振铃
40因子后的D(Z)算式参数写入程序，重新编译链接后，运行程序，观察振铃现象是否消除。6.5实验结果及分析和最小拍控制系统一样，D(Z)算式足根据被控对象传递函数及期望的闭环传函设计的,所以当被控对象的传函稍有不准时，使系统性能变差，因此要对被控对象进行整定。图6Y大林实验结果参考图由上图可以看出，消除振铃后系统的超调和过渡时间都变小了。实验七数字PWM发生器和直流电机调速控制7.1实验目的1.掌握脉宽调制（PWM）的方法。2.用程序实现脉宽调制，并时直流电机进行调速控制。3.2实验设备PC机-台，TD-ACC+实验系统-套，SST51系统板一块4.3实验原理1.PWM（PulseWidthModulation）简称脉宽调制（见图7-1）。即，通过改变输出脉冲的占空比，实现对直流电机进行调速控制。
41图7-1脉宽调制示意1.实验线路图：图中画“J的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。控制计算机线动单元电机单元图7-2PWM实验连线图
42图中，“DOUTO”表示51的I/O管脚P1.4,输出PWM脉冲经驱动后控制直流电机。本实验中，由系统产生1ms的定时中断。在中断处理程序中完成PWM脉冲输出。最后通过控制计算机的数字量输出端DOUTO引脚来模拟PWM输出，并经达林顿管输出驱动直流电机，实现脉宽调制。1.参考流程图定时中断服务程序主程序（PWM发生）图7-3参考程序：请参照随机软件中example51目录中的ACC221文件夹中的ACC221.UV2。2.4实验步骤1.按图7-2接线，检查无误后开启设备的电源开关。2.参考实验线路图的说明及流程图7-3,编写相应的主程序及PWM子程序，检查无误后编译、链接。3.点击“『”图标，使得系统进入“Start/StopDebugSession”模式。将变量TK（PWM周期）和PWM_T（占空比）加入到变量监视窗口，以便实验过程中修改。4.点击“网”图标，运行程序，观察电机运行情况。5.点击“◎”图标，停止程序运行，按“SST51系统板”上的“复位”键，使得系统
43退出“Start/StopDebugSession”模式，进入到程序编辑模式，加大脉冲宽度，即将占空比PWMJ变大，重复第3步，再观察电机的运行情况，此时电机转速应加快。1.注意：在程序调试过程中，有可能随时停止程序运行，此时DOUTO的状态应保持上次的状态。当DOUTO为1时，直流电机将停止转动；当DOUTO为0时，直流电机将全速转动，如果长时间直流电机处于全速转动，可能会导致电机单元出现故障，所以在停止程序运行时，最好将连接DOUTO的排线拔掉或按系统复位键。2.5实验思考题本实验中是通过改变脉冲的占空比，周期T不变的方法来改变电机转速的，还有什么办法能改变电机的转速，应该怎么实现？
