《计算机控制系统》实验指导书

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1、《计算机控制系统》实验指导书适用专业:学期:主撰人:审核A：自动化第六学期闫智申芳信息工程学院2013年4月■r/.—i—冃IJs1.实验总体目标通过实验巩固和加深课堂教学内容，以理论指导实践，以实践验证基本原理，提高学生的实践动手能力和分析解决工程中实际问题的能力，培养科学作风，为从事实际技术工作奠定良好基础；通过实验培养学生总体上了解计算机控制方法，掌握计算机控制的实验技能。2.适用专业、年级、课程名称及课程编号适用专业：自动化年级：三年级课程名称：计算机控制系统课程编号：1240523007实验学时：8学时3.先修课程先修课程：高等数学、积分变换、电路、模拟电子技术、数字电子技

2、术、微机原理、单片机及接口技术、传感器原理及应用、自动控制原理和现代控制理论等。4.实验课时分配实验项目实验要求实验类型每组人数实验学时实验一A/D与D/A转换选做综合22实验二数字滤波器必做综合22实验三D(S)离散化方法研究选做综合22实验四数字PID调节器算法的研究必做综合22实验五最少拍控制算法研究必做综合22实验六具有纯滞后系统的大林控制选做综合22实验七线性离散系统的全状态反馈控制必做综合225.实验环境要求每个实验小组至少需要THBCC-1型计算机控制技术实验平台1台、PC机1台、数据采集卡1块、万用表1块以及连接线和跳帽若干个。1.实验总体要求要求学牛理解实验原理及实

3、验方案，掌握正确操作规程，掌握各种仪器的使用,了解其性能参数、适应范围及注意事项等。7・本实验的重点、难点及教学方法建议实验一A/D与D/A转换3实验二数字滤波器7实验三D(S)离散化方法研究8实验四数字PID调节器算法的研究11实验五最少拍控制算法研究15实验六具有纯滞后系统的人林控制实验七线性离散系统的全状态反馈控制实验一A/D与D/A转换一、实验目的1.通过实验熟悉并掌握实验系统的原理与使用方法；2.通过实验掌握模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。二、实验内容1.输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析；2.在上位机输入一12位的二进制代码，完成通道的数模转换实验。三

4、、实验要求采用集中授课形式。四、实验准备温习VB咼级语言，预习A/D和D/A基本原理。五、实验原理、方法和手段1.数据釆集卡采用USB数据采集卡，它可直接插在IBM-PC/AT或与之兼容的计算机上，其A/D采样速率为400K；有16路单端A/D模拟量输入，4路D/A模拟量输出，A/D与D/A转换精度均为12位；16路开关量输入，16路开关量输出。数据采集卡接口部分模拟量输入输出（AI/AO）与开关量输入输出（DI/DO）两部分。其中列出AI有6路，AO有2路，DI/DO各8路。2.编程实现测试信号的产牛除上位机机信号发生器可输出各种函数信号外，上位机的“脚本编程器”也可编程实现各种典

5、型信号的产生，如正弦信号，方波信号，斜坡信号，抛物线信号等。其函数表达式分别为：1）正弦信号0WtvI；T]StvT2）方波3）斜坡信号dimtx,op,asubInitialize(arg)WriteData0,1tx=OendsubsubTakeOneStep(arg)a=lop=0.5*a*tx*txtx=tx+0.1ifop>3thentx=OendifWriteDataop,1endsubsubFinalize(arg)WriteData0,1endsub[at0

6、程，其具体程序如下:'初始化函数6初始化函数'对采集卡的输出端口DA1进行初始化'对变量初始化，算法运行函数O1为吋I'可步长'波形限幅'数据从采集卡的DA1端口输出，退出函数六、实验条件THBCC-1型计算机控制技术实验平台1台、PC机1台、数据采集卡1块、万用表1块以及连接线和跳帽若干个。相关文献资料：1.THBCC-1型计算机控制技术实验平台使用说明书2.李元春等.计算机控制系统.北京：高等教育出版社，2011.七、实验步骤1.把实验平台上的“阶跃信号发生器”的输出端与数据采集卡的输入端AD1相连,并按下“操作按钮”，调节可调电位器，把输出电压调节为一适当的值（要小于5V）。2

7、.启动“THBCG1”上位机软件，在主界面工具栏的“通道选择”窗口上选中“A/D”转换复选框，当按下“阶跃信号发生器”的“操作按钮”时，观察并记录A/D转换的二进制结果。1.在软件主界面工具栏的“通道选择”窗口上选中“D/A”转换复选框，并输入实验的一组二进制代码后按下回车键，在用万用表或示波器测量采样卡接口输岀端DA1的电压值。八、思考题批注［29］：要求在指导书中明确学生实验报告的內容及具体要求，主要包括实验预习、实验记录和实验报告三部分。九、实验报告