计算机控制系统实验.pdf

实验一炉温控制实验

一、实验目的

1、了解温度控制系统的特点。

2、研究PID控制器的参数的整定方法。

、炉温控制的基本原理

1、系统结构(如下图所示)

图中Gc⑸=Kp(1+Ki/s+Kds)

Gh(S)=(l-e-TS)/s

Gp(s)=l/(Ts+l)

2、系统的基本工作原理

整个炉温控制系统由两大部分组成，第一部分由计算机和EL教学实验箱组

成，主要完成温度采样、PID运算、产生控制可控硅的触发脉冲；第部分由温

控炉的传感器信号放大、同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等构成。炉温控制的

基本原理是：在一定时间内改变炉温的加热时间，采用PWM方式控制炉温。可

控硅处在全关断或全导通状态。温度传感器通过一只热敏电阻及放大电路组成

的，温度越高其电压越小。

3、PID递推算法

如果PID调节器输入信号为e(t),其输送信号为u⑴，则离散的避推

算法如下：

UK=KEK+KiE2+Kd(E-EKI)其中EK2是误差积累和。

PKK

三、实验箱硬件连线及软件使用

1、硬件连线(见附录3)

(1)EL实验箱的A/D0809的INO接J2插座的CHO,CS0809接CS0

o

⑵EL实验箱的输出锁存器74LS273的CSU8接CS1,S00接J2插座的CH5。

⑶将EL实验箱的J2插座用20芯的扁平电缆与温控炉的插座相连。

⑷接通温控炉220V电源。

2、软件使用

(1)运行WK.ASM程序

启动实验软件DB51,下载WK.ASM的可执行文件，并使其全速运行，然

后退出51程序开发环境。WK.ASM程序调试运行操作流程样见下图

WK.ASM程序调试运行操作流程

WIN98桌面上点击MCS51图标，进入ASM51文件编辑环境

“文件”菜单上点击“打开”子菜单，D:\DB51\WK.ASM

“编译”菜单上点击“汇编”子菜单，对程序进行汇编

“调试”菜单上点击“调试”子菜单，对程序进行连接，下载可执行文件

“调试”菜单上点击“运行”子菜单，程序运行

“调试”菜单上点击“停止调试”子菜单，退出调试环境

“文件”菜单上点击“退出”子菜单,退出MCS51系统

(2)运行CAT.EXE程序

在DOS提示符下运行CAT.EXE程序，在弹出的主界面菜单上进行参数

设置，观察温度记录曲线。

CAT£XE程序调试运行操作流程

四、实验内容及步骤

1、连接实验箱硬件，启动WK.ASM并全速运行后退（参考附录3、1）。

2、启动CAT.EXE程序（参考附录2）。

3、输入采样周期T、Kp、Ki、Kd、设定炉温在一恒定值。

4、观察温度响应曲线，调整P、I、D各参数观察对其有何影响。

5、记录和打印实验结果。参（考附录4）

五、实验报告格式及内容

1、实验目的；

2、实验原理（系统组成、PID算法、程序框图等）；

3、实验内容及主要步骤；

4、