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1、微机控制原理与技术实验指导书电子信息工程系目录实验一控制系统分析实验二步进电机实验实验三直流电机调速实验实验四PID算法设计实验一控制系统分析一、实验目的1．培养学生初步的MATLAB编程能力；2．培养学生初步的利用MATLAB对连续控制系统进行时域、频域分析的能力。二、实验设备及材料1．计算机一台；2．MATLAB平台；三、实验原理及方法1．对如下离散控制系统进行单位阶跃响应、单位脉冲响应的仿真：2．用到的控制系统工具箱函数有：step()、impulse()、bode()、nyquist()。可查看帮助文件了解它们的功能及用法。3．可参考如下MATLAB
2、语言仿真样例程序进行编程：num=[25];den=[1325];%画单位阶跃响应曲线[y,x]=step(num,den)subplot(2,2,1)plot(y)gridxlabel('Time/s');ylabel('Amplitude');title('stepresponse')%画单位脉冲响应曲线[y,x]=impulse(num,den);subplot(2,2,2)plot(y)gridxlabel('Time/s');ylabel('Amplitude');title('impulseresponse')%画系统bode图subplot(2
3、,2,3)bode(num,den);title('BodePlot')grid%画系统的nyquist图subplot(2,2,4)nyquist(num,den)title('NyquistPlot')grid4．参考仿真结果曲线如下：四、实验内容1、时域分析（1）根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并从图上读取最大超调量，并绘制系统的单位脉冲响应。（2）典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。（3）典型二阶系统传递函数为：当ωn=6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶
4、跃响应。2、频域分析（1）典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn取2、4、6、8、10、12的伯德图（2）典型二阶系统传递函数为：当ωn=6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的伯德图。3、系统稳定性分析（1）代数法稳定性判据：（用求分母多项式的根的方法）已知系统的开环传递函数为：试对系统闭环判别其稳定性。（2）Bode图法判断系统稳定性：已知两个单位负反馈系统的开环传递函数分别为：用Bode图法判断系统闭环的稳定性。五、实验步骤1．开机，进入MATLAB记事本窗口；2．新建“**．M”文件，输入程序，保存“**．M”文件；3．进
5、入命令窗口，运行“**．M”文件；4．观察并绘制仿真结果曲线；5．调整模型参数，观察、分析时间响应曲线的变化。六、实验要求利用所学知识，完成上述各项实验内容，并将实验用程序和结果写在实验报告上。如果有图，则将图画在实验报告上。实验二步进电机实验一．实验目的通过实验学习使用5509DSP的扩展I/O端口控制外围设备信息的方法，掌握使用5509DSP通用计时器的控制原理及中断服务程序的编程方法；了解步进电机的控制方法。二．实验设备计算机，ICETEK-VC5509-EDU实验箱。三．实验原理1．EMIF接口：TMS320C5509DSP的扩展存储器接口(EMIF
6、)用来与大多数外围设备进行连接，典型应用如连接片外扩展存储器等。这一接口提供地址连线、数据连线和一组控制线。ICETEK-VC5509-A将这些扩展线引到了板上的扩展插座上供扩展使用。2．步进电机是由DSP通用I/O管脚输出直接控制。步进电机的起动频率大于500PPS(拍每秒)，空载运行频率大于900PPS。5509A的通用I/O口S22控制电机的转动频率，S14控制转动方向。3．控制的方法是使用DSP通用定时器设置S22以一定的频率改变高低状态，输出方波，设置S14为高电平则顺时针转动，低电平为逆时针转动。4．实验程序流程图：四．实验步骤1．实验准备：⑴连
7、接实验设备。⑵连接实验箱附带的键盘的PS2插头到ICETEK-CTR的“键盘接口”P8。⑶将ICETEK-CTR板的供电电源开关拨动到“开”的位置。2．设置CodeComposerStudio2.21在硬件仿真(Emulator)方式下运行：3．启动CodeComposerStudio2.21：4．打开工程文件：工程目录：C:ICETEK-VC5509-EDULabLab0407-SAMotorSAMotor.pjt。浏览main.c文件的内容，理解各语句作用。5．编译并下载程序。6．运行程序，观察结果。电机转动时按下ICETEK-CTR板上连接的小键
8、盘中“4”和“6”键，控制电机转动方向。用“+”和“
