测控系统原理与设计实验指导书

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1、实验一温控系统设计实验一、实验要求：利用实验仪上显示电路、键盘或开关电路、A/D、D/A转换电路，模拟空调恒温控制。可以利用实验仪上的电位器模仿温度变化，制冷和加热可以控制直流电机模仿压缩机或加热器的运行。要求可以用键盘或开关设定恒温温度，当外界温度超过设定温度1℃时，就要启动制冷压缩机。当前温度要能够显示，可以用LED显示当前温度。二、实验目的：了解闭环控制的基本原理；培养综合运用单片机控制的能力和技巧。三、实验电路及连线连线123456-13连接孔1AD_CSIN0KEY/LED_CSDA_CS-8V~+8VP1.0-1.7连接孔2CS2电位器输出CS0CS1

2、直流电机输入LED0-7四、实验说明ADC0809是8位A/D转换器，其输出数字量的范围是0~255（FFH），这与人对温度的识别习惯不相吻合，所以应考虑将输出值进一步转换到如0~100的温度范围（设温度传感器的量程是0~100℃）。另外有兴趣的同学可深入考虑如下两点：（1）将当前温度显示用两位数字表示；（2）当前温度与设定温度相差越大，则压缩机的转速越快，这是闭环控制的基本原理。五、实验步骤：（如源程序、流程图或调试中遇到的问题和解决方法等）六、实验结果和体会：14实验二步进电机控制系统设计实验一、实验要求：由P1口控制步进电机，编写程序输出脉冲序列控制步进电机

3、实现正转、反转、加速和减速等功能。二、实验目的：了解步进电机控制的基本原理；掌握控制步进电机转动的编程方法；了解脉宽调制（PWM）的原理。三、实验电路及连线连线1234567连接孔1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6连接孔2步进电机A步进电机B步进电机C步进电机DK0（加速）K1（减速）K2（换向）四、实验说明步进电机驱动原理是通过对每组线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。切换是通过单片机输出脉冲信号来实现的。所以调节脉冲信号的频率就可以改变步进电机的转速，改变各相脉冲的先后顺序，就可以改变电机的转向。步进电机的转速应由慢到快逐步加速

4、。电机驱动方式可以采用双四拍（）方式，也可以采用单四拍（）方式。为了旋转平稳，还可以采用单、双八拍方式（）。各种工作方式的时序图如下：（高电平有效）：上图中示意的脉冲信号是高电平有效，但实际控制时公共端是接在VCC上，所以实际控制脉冲是低电平有效。五、实验步骤：（如源程序、流程图或调试中遇到的问题和解决方法等）六、实验结果和体会：14实验三PID模拟仿真实验一、实验要求：在matlab中仿真PID控制环节，编写程序绘制pid对控制系统响应曲线的影响，分析其规律。二、实验目的：通过PID仿真实验，了解pid原理和功能；理解pid控制器对系统性能的改善。三、实验电路及

5、连线参考附件四、实验说明在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。利用matlab中的simulink工具箱可以较为方便的模拟各阶系统的运行及响应曲线。通过调节pid各个参数可以改善系统的响应曲线，使得系统能够快速准确的跟踪输入的变化。五、实验步骤（如源程序、流程图或调试中遇到的问题和解决方法等）完成下表实验，并继续探索一下PID参数其他组合带来的对应规律的变化情况。系统函数比例环节kp积分环节ki微分环节kd输出响应情况100/s^2+s+110010001010100110

6、115/1+s100100010101000.051010.05六、实验结果和体会：试分析pid各个环节对系统性能的影响。14附--PID实验系统制作过程如下：141414141414点击右键，用线将模块按下图链接起来14双击红圈中的模块，弹出窗口，修改弹出窗口中的红圈符号，++变+-点击apply和ok生成下图结果14点击红圈中的pid模块，弹出对话框，把integral项中的1改成0，之后点击ok保存再点击红圈中的scope模块，弹出结果观察窗。准备观察运行结果14点击红圈中的三角运行符号得到结果图1414