微機控制課程設計

1、<p>　　微機控制課程設計報告</p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　班 級： </b></p><p><b>　　專 業(yè)： 自動化</b></p&

2、gt;<p>　　學 院： 機械與電子工程學院</p><p><b>　　指導老師：</b></p><p>　　時間：2013年11月25日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、 實驗目的3</b></p>

3、<p><b>　　二、實驗設備3</b></p><p><b>　　三、實驗要求3</b></p><p><b>　　四、實驗內容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 串級控制研究10</p><p>　　4.1.6 前饋-反饋控制11</p><p>　　二）硬件調試部分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 步進電機16</p><p>　　4.2.3 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)18</p><p><b>　　五、實驗心得21</b></p><p><b>　　一、 實驗目的：</b

6、></p><p>　　設計軟件程序及其控制算法，并能調試運行。</p><p>　　熟悉各種算法并能仿真出來。</p><p>　　完成硬件電路設計并調試出來。</p><p><b>　　二、實驗設備：</b></p><p>　　裝有MATLAB仿真軟件的電腦一臺。</p>

7、<p><b>　　數據線若干。</b></p><p><b>　　各種硬件設備。</b></p><p><b>　　三、實驗要求：</b></p><p>　　1.做出硬件電路結構圖  </p><p>　　做出系統(tǒng)的硬件電路圖及其相關電路設計。&

8、#160;  </p><p>　　2.完成系統(tǒng)的軟件設計 </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>　　的設計。</b></p><p><b>　　3.程序聯(lián)機調試</b></p><p>　　敘述

9、出該程序的運行結果，并與設計要求進行比較。</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.設計中的心得體會及建議。</p><p><b>　　四、實驗內容:</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，試采用ZN法整定法計算系統(tǒng)的P、PI、PID控制器的參數，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線。</p><p><b>　　參數整定表格如下：</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，試采用臨界比例度法整定法計算系統(tǒng)的P、PI、PID控制器的參數，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線。</p><p><b>　　參數整定表格如下：</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，試采用衰減曲線法整定法計算系統(tǒng)的P、PI、PID控制器的參數，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線。</p><p><b>　　參數整定表如下：</b></p><p>　　4.1.5 串級控制研究</p><p>　　設主控對象為，副控對象為，采用串級控制方式，選擇主副對

13、象的控制策略，整定PID控制參數，繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線，比較串級回路相對于單回路控制的優(yōu)點，同時驗證串級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幅值的0.3倍）。</p><p>　　4.1.6 前饋-反饋控制</p><p>　　設控制回路的對象，擾動過程對象，采用前饋-反饋控制，擾動端施加30%的輸入信號時系統(tǒng)輸出的響應，比較前饋控制在抑制擾動時的特

14、點。</p><p><b>　　二）硬件調試部分</b></p><p>　　4.2.1 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　整個爐溫控制系統(tǒng)由兩大部分組成，第一部分由計算機和A/D&D/A卡組成，主要完成溫度采集、PID運算、產生控制可控硅的觸發(fā)脈沖，第二部分由傳感器信號放大，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內變化?？煽毓璧膶ń菫?～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通與閉合的占空比時間，如果爐溫溫度低于設定值則可控硅導通，系統(tǒng)加熱，否則系統(tǒng)停止加熱，爐溫自然冷卻到設定值。</p><p>　　選擇合適的

16、控制算法，使系統(tǒng)達到控制要求。</p><p><b>　　調試圖形如下</b></p><p>　　4.2.2 步進電機</p><p>　　步進電機是一種電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來

17、控制角位移量，從而達到準確定位的目的。</p><p>　　選擇合適的控制算法，使系統(tǒng)達到控制要求。</p><p>　　4.2.3 電阻溫度爐的溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　整個爐溫控制系統(tǒng)由兩大部分組成，第一部分由計算機和A/D&D/A卡組成，主要完成溫度采集、PID運算、產生控制可控硅的觸發(fā)脈沖，第二部分由傳感器信號放大，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內變化?？煽毓璧膶ń菫?～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通與閉合的占空比時間，如果爐溫溫度低于設定值則可控硅導通，系統(tǒng)加熱，否則系統(tǒng)停止加熱，爐溫自然冷卻到設定值。</p><p&

19、gt;　　選擇合適的控制算法，使系統(tǒng)達到控制要求。</p><p><b>　　五、實驗心得</b></p><p>　　通過幾天的微機課程設計訓練，我學習了運用matlab仿真軟件來對各種控制算法的實現(xiàn)方法，了解了matlab仿真功能的強大，還有硬件調試這一塊，通過計算機控制系統(tǒng)來實時控制硬件設備來觀察不同參數整定下動態(tài)變化，這次訓練包括了對ZN法、臨界比例度法、衰

20、減曲線法的參數整定的訓練，對參數整定這一塊取到很好的訓練作用，特別是對不同的對象采取不同的參數整定法能取到不一般的效果，再就是對串級控制研究，前饋-反饋的控制模擬仿真的訓練對于串級控制采取先內后外的原則就行一步一步調試，再就是對前饋-反饋的抗擾動的研究進行了分析。硬件調試部分通過計算機控制系統(tǒng)與硬件設備進行聯(lián)合仿真，更加直觀的理解PID參數下下不同控制對象的變化規(guī)律。實現(xiàn)過程少不了調試過程，只有通過不斷地發(fā)現(xiàn)誤差并進行改正才能達到期望的