计算机控制实验讲义2..doc

《计算机控制》 实验讲义 中国石油大学（华东）信息与控制工程学院 2011年9月 实验目录 实验一 基于NI6008的数据采集 实验二　数字PID控制算法的实现 实验三 PID控制器面板设计 实验四、最小拍控制器设计 实验五、组态软件的学习与应用 实验一 基于NI6008的数据采集 实验目的： 理解基本计算机控制系统的组成，学会使用MATLAB和NI6008进行数据采集。 实验设备： 计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机 3． 实验内容： （1）使用计算机控制实验箱搭建二阶被控对象，并测试对象特性 （2）在Matlab中设计数字PID控制器，对上述对象进行控制 4. 实验步骤： 选择合适的电阻电容，参考如下电路结构图，在计算机控制实验箱上搭建二阶被控对象，使得其被控对象传递函数为 建议数值：R1=200kΩ，R2=200kΩ,C1=1μＦ，R4=300kΩ, R5=500kΩ，C2=1μＦ. 测试NI6008数据通讯卡，确保数据输入输出通道正常。（如何测试？） 使用MATLAB和OPC通讯技术进行数据采集: 关于如何在Matlab中读写数据 da = opcda(‘localhost’, ‘NI USB-6008.Server’); % 定义服务器 connect(da); %连接服务器 grp = addgroup(da); %添加OPC 组 itmRead = additem(grp,‘Dev1/AI0’); %在组中添加数据项 itmWrite = additem(grp,Dev1/AO0); %在组中添加数据项 r=read(itmRead); y(1)=r.Value; %读取数据项的值 Write(itmWrite,1); %向数据项中写值 disconnect(da); %断开服务器 关于定时器的问题 t = timer(‘TimerFcn’,@myread, ‘Period’, 0.5,‘ExecutionMode’,‘fixedRate’);%定义定时器 start(t) %打开定时器 out = timerfind; %寻找定时器 stop(out); %停止定时器 delete(out);%删除定时器 编写程序，实现数据的定时采集和显示。 实验二 数字PID算法的实现 实验目的： 熟悉PID控制器，实现PID算法，深入了解PID参数对系统控制效果的影响 实验设备：计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机 实验内容： 在实验一基础上编制PID数字控制器， 实现闭环控制。 进行PID参数的整定分析： 取消积分和微分作用，分析比例系数数对系统控制性能的影响 保持比例系数不变，分析积分作用对系统控制性能的影响 保持比例系数和积分时间不变，分析微分作用对控制系统性能的影响 运用所学的PID参数整定方法，确定一组控制性能良好的PID参数 实验要求 实验过程中要记录实验曲线，标注控制系统输出的性能指标 总结PID参数对控制系统性能的影响 分析理论结果与实验结果的差异，如有误差分析原因。 实验三、PID控制器面板的设计 实验目的： 熟悉PID控制器，实现PID算法，深入了解PID参数对系统控制效果的影响 实验设备： 计算机控制实验箱、NI6008数据通讯卡、Matlab软件、计算机 实验内容 使用MATLAB GUI 设计PID控制面板，要求控制面板上实时显示PV，SV，MV值，同时实时绘制曲线，能够达到手自动无扰切换。 实验步骤 首先使用Matlab GUI绘制上述画面，并保存为PIDpanel.fig. 在function PIDpanel_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)中定义Timer计时器 timer1= timer(TimerFcn,{@PIDControl,handles}, ExecutionMode, FixedRate,Period, 1.0); set(handles.figure1, DeleteFcn, {@DeleteFcn, timer1}); start(timer1); function DeleteFcn(hObject, eventdata, tim