微機(jī)控制課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　微機(jī)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化</b></p&

2、gt;<p>　　學(xué) 院： 機(jī)械與電子工程學(xué)院</p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p>　　時(shí)間：2013年11月25日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?</b></p>

3、<p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備3</b></p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)要求3</b></p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3</b></p><p>　　一）算法仿真部分4</p><p>　　4.1 .1 ZN法整定4</p>

4、<p>　　4.1.2 ZN法pid仿真圖4</p><p>　　4.1.3 臨界比例度法6</p><p>　　4.1.4 衰減曲線法9</p><p>　　4.1.5 串級(jí)控制研究10</p><p>　　4.1.6 前饋-反饋控制11</p><p>　　二）硬件調(diào)試部分12&

5、lt;/p><p>　　4.2.1 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)12</p><p>　　4.2.2 步進(jìn)電機(jī)16</p><p>　　4.2.3 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)18</p><p><b>　　五、實(shí)驗(yàn)心得21</b></p><p><b>　　一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?lt;/b

6、></p><p>　　設(shè)計(jì)軟件程序及其控制算法，并能調(diào)試運(yùn)行。</p><p>　　熟悉各種算法并能仿真出來。</p><p>　　完成硬件電路設(shè)計(jì)并調(diào)試出來。</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：</b></p><p>　　裝有MATLAB仿真軟件的電腦一臺(tái)。</p>

7、<p><b>　　數(shù)據(jù)線若干。</b></p><p><b>　　各種硬件設(shè)備。</b></p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)要求：</b></p><p>　　1.做出硬件電路結(jié)構(gòu)圖  </p><p>　　做出系統(tǒng)的硬件電路圖及其相關(guān)電路設(shè)計(jì)。&

8、#160;  </p><p>　　2.完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) </p><p>　　寫出系統(tǒng)的控制算法，完成系統(tǒng)的軟件流程圖與軟件程</p><p><b>　　的設(shè)計(jì)。</b></p><p><b>　　3.程序聯(lián)機(jī)調(diào)試</b></p><p>　　敘述

9、出該程序的運(yùn)行結(jié)果，并與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較。</p><p><b>　　4.系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　完成系統(tǒng)的控制模型，并能以Matlab仿真研究。</p><p>　　5.設(shè)計(jì)中的心得體會(huì)及建議。</p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:</b></p><p&

10、gt;<b>　　一）算法仿真部分</b></p><p>　　4.1 .1 ZN法整定</p><p>　　系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，試采用ZN法整定法計(jì)算系統(tǒng)的P、PI、PID控制器的參數(shù)，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。</p><p><b>　　參數(shù)整定表格如下：</b></p><p>

11、　　4.1.2 ZN法pid仿真圖</p><p>　　4.1.3 臨界比例度法</p><p>　　系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，試采用臨界比例度法整定法計(jì)算系統(tǒng)的P、PI、PID控制器的參數(shù)，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。</p><p><b>　　參數(shù)整定表格如下：</b></p><p>　　4.1.4 衰減曲

12、線法</p><p>　　系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，試采用衰減曲線法整定法計(jì)算系統(tǒng)的P、PI、PID控制器的參數(shù)，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。</p><p><b>　　參數(shù)整定表如下：</b></p><p>　　4.1.5 串級(jí)控制研究</p><p>　　設(shè)主控對(duì)象為，副控對(duì)象為，采用串級(jí)控制方式，選擇主副對(duì)

13、象的控制策略，整定PID控制參數(shù)，繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，比較串級(jí)回路相對(duì)于單回路控制的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)驗(yàn)證串級(jí)控制在抗干擾中的作用（一次干擾和二次干擾的幅度值均取輸入信號(hào)幅值的0.3倍）。</p><p>　　4.1.6 前饋-反饋控制</p><p>　　設(shè)控制回路的對(duì)象，擾動(dòng)過程對(duì)象，采用前饋-反饋控制，擾動(dòng)端施加30%的輸入信號(hào)時(shí)系統(tǒng)輸出的響應(yīng)，比較前饋控制在抑制擾動(dòng)時(shí)的特

14、點(diǎn)。</p><p><b>　　二）硬件調(diào)試部分</b></p><p>　　4.2.1 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　整個(gè)爐溫控制系統(tǒng)由兩大部分組成，第一部分由計(jì)算機(jī)和A/D&D/A卡組成，主要完成溫度采集、PID運(yùn)算、產(chǎn)生控制可控硅的觸發(fā)脈沖，第二部分由傳感器信號(hào)放大，同步脈沖形成，以及觸發(fā)脈沖放大等組成。爐溫控制

15、的基本原理是：改變可控硅的導(dǎo)通角即改變電熱爐加熱絲兩端的有效電壓，有效電壓的可在0～140V內(nèi)變化?？煽毓璧膶?dǎo)通角為0～5CH。溫度傳感是通過一只熱敏電阻及其放大電路組成的，溫度越高其輸出電壓越小。</p><p>　　外部LED燈的亮滅表示可控硅的導(dǎo)通與閉合的占空比時(shí)間，如果爐溫溫度低于設(shè)定值則可控硅導(dǎo)通，系統(tǒng)加熱，否則系統(tǒng)停止加熱，爐溫自然冷卻到設(shè)定值。</p><p>　　選擇合適的

16、控制算法，使系統(tǒng)達(dá)到控制要求。</p><p><b>　　調(diào)試圖形如下</b></p><p>　　4.2.2 步進(jìn)電機(jī)</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來

17、控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。</p><p>　　選擇合適的控制算法，使系統(tǒng)達(dá)到控制要求。</p><p>　　4.2.3 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　整個(gè)爐溫控制系統(tǒng)由兩大部分組成，第一部分由計(jì)算機(jī)和A/D&D/A卡組成，主要完成溫度采集、PID運(yùn)算、產(chǎn)生控制可控硅的觸發(fā)脈沖，第二部分由傳感器信號(hào)放大，同步脈沖形成，以及觸發(fā)脈沖

18、放大等組成。爐溫控制的基本原理是：改變可控硅的導(dǎo)通角即改變電熱爐加熱絲兩端的有效電壓，有效電壓的可在0～140V內(nèi)變化?？煽毓璧膶?dǎo)通角為0～5CH。溫度傳感是通過一只熱敏電阻及其放大電路組成的，溫度越高其輸出電壓越小。</p><p>　　外部LED燈的亮滅表示可控硅的導(dǎo)通與閉合的占空比時(shí)間，如果爐溫溫度低于設(shè)定值則可控硅導(dǎo)通，系統(tǒng)加熱，否則系統(tǒng)停止加熱，爐溫自然冷卻到設(shè)定值。</p><p&

19、gt;　　選擇合適的控制算法，使系統(tǒng)達(dá)到控制要求。</p><p><b>　　五、實(shí)驗(yàn)心得</b></p><p>　　通過幾天的微機(jī)課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，我學(xué)習(xí)了運(yùn)用matlab仿真軟件來對(duì)各種控制算法的實(shí)現(xiàn)方法，了解了matlab仿真功能的強(qiáng)大，還有硬件調(diào)試這一塊，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)時(shí)控制硬件設(shè)備來觀察不同參數(shù)整定下動(dòng)態(tài)變化，這次訓(xùn)練包括了對(duì)ZN法、臨界比例度法、衰

20、減曲線法的參數(shù)整定的訓(xùn)練，對(duì)參數(shù)整定這一塊取到很好的訓(xùn)練作用，特別是對(duì)不同的對(duì)象采取不同的參數(shù)整定法能取到不一般的效果，再就是對(duì)串級(jí)控制研究，前饋-反饋的控制模擬仿真的訓(xùn)練對(duì)于串級(jí)控制采取先內(nèi)后外的原則就行一步一步調(diào)試，再就是對(duì)前饋-反饋的抗擾動(dòng)的研究進(jìn)行了分析。硬件調(diào)試部分通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與硬件設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合仿真，更加直觀的理解PID參數(shù)下下不同控制對(duì)象的變化規(guī)律。實(shí)現(xiàn)過程少不了調(diào)試過程，只有通過不斷地發(fā)現(xiàn)誤差并進(jìn)行改正才能達(dá)到期望的