计算机控制系统实验报告..docx

实验一 四线制 PT100 温度采集测量实验1. 实验目的 1. 四线制 PT100温度传感器测量原理； 2. 掌握 ADuC 单片机数据采集技术； 3. 学习单片机串口通讯原理； 4. 掌握温度的信号测试方法.2. 实验要求 1．将四线制 PT100温度传感器每秒一次的速率进行采集； 2．四线制 PT100温度传感器用主通道采集，并采用单极性，输入电压范围 ±40mV，使用外部参考电压 2.5V; 3．采用时间由间隔定时器 TIC产生的中断控制； 4. 使用串口调试工具显示温度的温度值。3.信号采集测量记录表实验记录内容123456724V和24VGND 两端电压（V）24.1824.1824.1824.1824.1824.1824.18AVDD和 AGND 两端电压（V）5.235.235.235.235.235.235.23DVDD和DGND 两端电压（V）5.235.235.235.235.235.235.23REF+和AGND 两端电压（V）2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 恒流源 IEXC2 电流（μA）213.80 213.80 213.80 213.80 213.80 213.80 213.80 加热时间(分钟)0123456PT100两端电阻（?）112.43113.95115.99116.75117.63119.28119.54PT100电阻两端电压（mV）23.5123.9324.1824.4124.6224.8725.15PT100AD 采样值（十六进制）967CA4991E289AA0329B9EEA9D2F2F9F1C92A08A09PT100AD 采样值（十进制）9862308101335541030123110521097 传感器换算温度（温度值 1）32.29 36.23 41.53 43.51 45.79 50.08 50.75 电压换算温度（温度值 2）25.88 30.98 34.02 36.81 39.36 42.40 45.80 Pt100换算温度（温度3）23.51 23.92 24.16 24.32 24.56 24.86 25.08 4.误差分析产生实验误差可能的原因：手动测量的弊端。a).为了测量数据，水箱需要停止加热，测量完数据后才再次进行加热。由于手动测量需要较长的时间，期间水箱散热，水温降低。后续的实验因此受到影响，产生较大的误差。b).手动测量电流和电压有较大的时间间隔，导致误差。水泵不断搅拌，电机运动产生的热量，会对水温造成影响。虽然单片机的输入阻抗非常大，但是不可能是无穷大。因此恒流源的电流并非全部流入Pt100中，有部分流入了单片机。AD采样前，没有对电压电流采样值进行校准，单片机AD采样测量的电流电压值可能跟实际值有所偏差。因此，测得的温度跟实际温度也会有所偏差。5.实验心得 本次实验，我们系统地进行了一个基于计算机控制的项目，从单片机数据的采集，到单片机串口通信等，将本学期学习的理论知识，和实验相结合，巩固加深了我们对计算机控制系统的了解。实验二 单水箱液位控制实验实验目的了解水泵控制及液位测量原理；了解单水箱一阶液位控制系统的工作原理；掌握PID控制算法编程及其控制参数的调整方法；了解Matlab的M文件编写方法和利用Matlab制作相应的dll文件；学习三容水箱计算机控制实验台控制软件的使用方法。实验要求利用三容水箱计算机控制实验台自带控制软件，完成单水箱一阶液位PID控制参数的调整，达到控制最优效果；利用Matlab编写PID控制算法，实现单水箱液位控制。实验原理水泵2和电动球阀1是控制水箱液位的主要控制器。水泵2控制进水口的流量，作为入水口的控制，通过电压的改变控制其出水流量；电动球阀1作为放水口控制出水口的流量；电动阀1作为进水的总控制，在整个实验期间全开。在本实验中，设置电动球阀1开口度不变，通过改变水泵2的电压实现液位控制。水泵控制 在水泵控制电路中，ADuC单片机通过其DAC脚输出0~5V，并间接控制可调开关电源0～24V直流电压输出，实现水泵2功率和流量的控制。在ADuC834单片机中，通过设置DAC专用寄存器的值输出控制。DAC为12位的寄存器，当DACH=0x0F，DACL=0xFF时，整个控制周期都为高电平，即水泵的控制电压为24V；当DACH=0x00，DACL=0x00时，整个控制周期都为低电平，水泵的控制电压为0V；当DACH=0x07，DACL=0xFF时，为50%高电平，水泵控制电压为12V。2. 液位软件自动标定操作在主界面菜单栏中选择设置-液位标定，出现图4所示标定界面，标定对象选择液位1标定，标定公式会出现y=