精密测控技术与系统实验指导书(最后版)

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1、《精密测控技术与系统》实验指导书靳斌编西华大学电气信息学院测控系二00五年八月编31前言《精密测控技术与系统》是测控专业本科生的一门专业课，学习本课程的目的在于地将前3年多所学知识，如数电、模电、c语言、单片机、传感器、自动控制等门知识系统化的总结和应用，目的是使本科生学会系统化地学会应用这些知识，并且学会设计测控系统，尤其是精密测控系统。由于各行各业自动化程度提高对测控技术工程师的需求不断增加，同时对测控工程师的设计能力、分析能力、实际动手能力要求越来越高。《精密测控技术与系统》作为微机系统系列课程的总结性课程，其实验教学尤为重要，针对本学院的实际情况和教学

2、目的，编写了本课程的实验指导书。由于这门课程是第一次开设，实验项目选取包括硬件、软件、数据分析，因为测控专业的本科生在学习本课程时，也在学习《智能仪器》课程，因此软件仿真平台采用《智能仪器》采用的KEILC。实验中分别介绍了分立式FV变换，噪声滤除，回归分析，自动控制算法仿真，RS232在实验中，要求学生在读懂电路、参考程序的前提下，动脑动手，编写程序，在原硬件线路基础上实现新的功能。学生在完成每个实验中，要求记录实验过程。在完成每个实验后，要求分析实验方法和结果，并要求总结出实验的心得体会。在编写本书的过程中得到了电气信息学院领导的大力支持，同时也得到了测控

3、系同事们的帮助和关心，在此表示衷心地感谢!编者2005.8.231目录第一部分精密测控技术与系统实验指导书4实验一：分立式VF变换器建立和数据记录4实验二：分立元件VF变换器数据处理实验6实验三：PID算法作用于一阶惯性对象的数值仿真实验9实验四：分立式VF变换器的电路模拟12第二部分实验报告14实验报告(实验1)15实验报告(实验2)20实验报告(实验3)23实验报告(实验4)2831第一部分“精密测控技术与系统”实验指导书 实验一：分立式VF变换器建立和数据记录一、实验目的：1、明白为什么用VF变换器。2、掌握用实验板搭建实验单元电路的方法。3、明白分立式

4、VF变换器的原理。4、采用不同频率的输入信号，记录分立式VF变换器的电压输出。二、实验仪器设备：使用万用表，YB1624功率信浩发生器，示波器，电阻，电容，三极管等。三、实验内容及步骤：1、按照图1.1在插线板上建立分立式FV变换器。2、对照图仔细1.1插线板插线是否正确，在老师确定后才可接通电源。3、把输入端信号发生器，选用TTL档，可调节信号频率输出，并用示波器观察波形。4、电源电压选在5V，用万用表测量电压。5、改变频率输入（从50Hz开始，每次增加20Hz），用万用表测量电压并记录。四、电路原理图：31图1.1分立式VF变换器原理图五、实验结果（实验数

5、据）：1、电路连接成功，向老师显示电路。2、改变输入的信号频率，测量输出端电压，并记录，至少30组数据。3、在坐标纸绘制输入信号频率和输出电压的的关系曲线。思考题：1、测量二极管的导通压降，三极管CE之间的饱和压降，分析它们对频率-电压特性的影响，用什么型号的二极管、三极管FV变换特性最好？2、C1、C2、R1的取值，对FV变换特性有什么影响？实验报告：参见实验报告内容进行。31实验二：分立元件VF变换器数据处理实验一、实验目的：掌握VF变换器的实验数据的处理方法，用线性回归法，判断其线性度。掌握KEILC编程和uVersion的调试技术，掌握线性回归的编程方

6、法。二、实验原理：设定线形方程为：(1)0次系数(2)1次系数(3)线性相关系数(4)三、实验仪器设备：KAILC软件和PC机。四、实验内容及步骤：1、打开uVersin2开发编程环境和调试环境，COPYHELLO目录进行修改程序。2、按照(2),(3),(4)式，编制程序，计算b0，b1，r。3、并且把计算的b0，b1代入(1)式，计算测量的输出电压与计算的输出电压的误差。31五、示例源程序#include/*specialfunctionregisterdeclarations*//*fortheintended8051derivativ

7、e*/#include/*prototypedeclarationsforI/Ofunctions*/#include"math.h"#ifdefMONITOR51/*DebuggingwithMonitor-51needs*/charcodereserve[3]_at_0x23;/*spaceforserialinterruptif*/#endif/*StopExectionwithSerialIntr.*//*isenabled*//*------------------------------------------------Them

8、ainCfunction.Progra