计算机控制技术指导书2

实验二 计算机控制系统的设计

一）、计算机控制系统的间接设计 1、设计步骤：

1） 先根据系统的性能指标设计连续控制器D(s)；)

2()()(2n n

s s s G s D ζωω+=

2） 再采用相应离散化方法将连续控制器与连续被控对象离散化为D(z)和G(z)；

3） 验证离散后性能指标是否满足要求。

2、常用指令：

1）连续系统的离散化

命令格式：sysd=c2d(sys,Ts,’zoh ’) ‘zoh ’表示 采用零阶保持器，可缺省 Or:

sysd=c2d(sys,Ts,'tustin') 表示采用双线性变换

2） 离散系统的描述

传递函数描述： sys=tf(num,den,Ts)

零极点描述： sys=zpk(z,p,k,Ts)%若无零/极点，则用[]表示； 3） 离散系统的时域分析

Impuls 、step 、lsim 命令都可以用来仿真计算离散系统的响应,仿真时间t 可缺省 格式： impulse （sysd,t ）

step(sysd,t)

lsim(sys,u,t,x0),x0设定初始状态，缺省时为0

3设计实例：

对G(S)： G(S)=1/S(10S+1)，要求系统性能指标为：超调量小于20%，调节时间小于10S ，单位斜坡输入跟踪误差小于1，设计数字控制器。

1）二阶系统阶跃响应指标公式主要有：

2

1ζ

ωζπ--=

n r t ，%100%2

1?=--ζπζ

σe

，n

s t ζω5

.3=

可知，

)(ln )

ln(22σπσζ+-=，ζωs n t 5

.3≥

，21ζ

ζπω--≥r n t

2)校正后系统的稳态误差为：

)

2(11

)(lim )()(11

)(lim )(lim )(20

n n

s s s s s s sR s G s D s sR s sE e ζωω++

?

=+?

==∞→→→

3)可求出连续控制器D(S)，再采用”ZOH ”离散；采样周期为0.1；程序如下：

clear all ; clc; num1=1; den1=[10 1 0]; g=tf(num1,den1);

%求校正后连续系统的开环及闭环传函 theta=0.2; ts=10; tr=6;

a=log(theta);

kesi=-a/sqrt(3.14^2+a^2); kesiwn1=3.5/ts; wn1=kesiwn1/kesi;

wn2=(3.14-kesi)/(tr*sqrt(1-kesi^2)); wn3=4*kesi;

wn=max(max(wn1,wn2),wn3); kesiwn=kesi*wn;

num2=[wn*wn]; den2=[1 2*kesiwn 0]; syso=tf(num2,den2); syscl=feedback(syso,1); figure(1); step(syscl,'r');

%%求连续控制器传函 ds=syso/g; syso,ds

%选择采样周期离散并求响应 T=0.1;

dsd=c2d(ds,T,'zoh'); gd=c2d(g,T,'zoh'); dsd,gd

sysold=dsd*gd;

syscld=feedback(sysold,1); figure(2);

step(syscl,'r',syscld,'k')

figure(3); t=0:T:10; u=0.01*t;

lsim(syscld,u,t,0);

*******观察不同的采样周期下对阶跃响应的影响！！！

012345

678910

Step Response

Time (seconds)

A m p l i t u d e

T=0.2S

Step Response

Time (seconds)

A m p l i t u d e

T=0.1S

Linear Simulation Results

Time (sec)

A m p l i t u d e

看G(Z)和D(Z)的表达式： gd ( 为广义对象 ) 0.0004983 z + 0.0004967 ----------------------- z^2 - 1.99 z + 0.99 dsd (为离散控制器) 33.29 z - 32.98 --------------- z - 0.8467 二）、数字控制器直接设计：最少拍系统设计

例：设单位反馈线性定常系统的连续部分和零阶保持器的传递函数分别为：

)1(1)(0+=s s s G ，s

e s G sT

h --=1)(

，采样周期T=1秒。要求系统在单位斜坡输入时实现最少拍控制，求数字控制器的脉冲传递函数)(z D 。 1、最少拍系统设计：

解：（1）确定有零阶保持器的广义对象)(z G

（2）输入为单位斜坡时，最小拍系统应具有的误差脉冲传递函数、闭环脉冲传递函数分别

为：

21)1(

)(--=z z W e

21212)1(1)(1)(----=--=-=Φz z z z W z e

（3）确定数字控制器)(z D

)

()()

()(z W z G z z D e Φ=

（4）闭环系统输出：)()()()()(z G z U z z R z C ?=Φ?= 数字控制器的输出：)()()(z D z E z U ?=

程序：

clear all ; clc;

G=zpk([],[0,-1],1); %零极点形式的被控对象 T=1; %采样周期

Gd=c2d(G,T,'zoh'); %广义被控对象脉冲传函

phie=tf([1 -2 1],[1 0 0],T); %误差脉冲传函 phi=tf([0 2 -1],[1 0 0],T); %闭环脉冲传函 D=phi/(Gd*phie); %数字控制器脉冲传函D(z) Gd,D

[num1,den1]=tfdata(Gd,'v'); [num2,den2]=tfdata(D,'v');

y_1=0;y_2=0; e_1=0;e_2=0;

ud_1=0;ud_2=0;ud_3=0;ud_4=0;ud_5=0; yd_1=0;yd_2=0;

ed_1=0;ed_2=0;ed_3=0;ed_4=0;ed_5=0;

for k=1:1:25 time(k)=k*T;

rin(k)=k*T; %单位斜坡信号 %rin(k)=k^2*T^2/2; %单位加速度信号 %rin(k)=1; %单位阶跃信号

%未加控制器的差分方程

yout(k)=num1(2)*e_1+num1(3)*e_2-den1(2)*y_1-den1(3)*y_2; error(k)=rin(k)-yout(k); y_2=y_1;y_1=yout(k); e_2=e_1;e_1=error(k);

%加数字控制器的差分方程

yd(k)=num1(2)*ud_1+num1(3)*ud_2-den1(2)*yd_1-den1(3)*yd_2;

ed(k)=rin(k)-yd(k); %求偏差

%数字控制器的差分方程

ud(k)=(num2(1)*ed(k)+num2(2)*ed_1+num2(3)*ed_2+num2(4)*ed_3+num2(5)*e d_4+num2(6)*ed_5-den2(2)*ud_1-den2(3)*ud_2-den2(4)*ud_3-den2(5)*ud_4-den2(6)*ud_5)/den2(1);

%数据更新

ud_5=ud_4;ud_4=ud_3;ud_3=ud_2;ud_2=ud_1;ud_1=ud(k); ed_5=ed_4;ed_4=ed_3;ed_3=ed_2;ed_2=ed_1;ed_1=ed(k); yd_2=yd_1;yd_1=yd(k); end figure(1);

plot(time,rin,'r',time,yout,'k'); xlabel('time'); ylabel('rin,yout');

title('未加数字控制器的闭环响应'); figure(2);

plot(time,rin,'r',time,yd,'b',time,ud,'k'); xlabel('time'); ylabel('rin,yd,ud');

title('加数字控制器后的闭环响应及数字控制器的输出');

0510

152025

time

r i n ,y d ,u d

加最少拍控制器时系统闭环输出响应

可知，此时调节时间为2S ，但其控制器输出在17拍后才变为恒定值，说明输出在第3拍至第17拍间，仅能保证在采样点上与输入相同，在采样点间不相同，即输出有纹波。

此时闭环脉冲传函为： 2 z - 1 ------- z^2

误差脉冲传函为： z^2 - 2 z + 1 ------------- z^2

数字控制器为：

5.4366 z^2 (z-0.5) (z-0.3679) (z-1) ----------------------------------- z^2 (z+0.7183) (z-1)^2

2、最少拍无纹波控制器：

解：（1）确定有零阶保持器的广义对象)(z G ，广义被控对象脉冲传函：

0.36788 (z+0.7183) ------------------ (z-1) (z-0.3679)

（2）由G(z)有一个单位圆内的零点-0.7183，要实现无纹波，则最小拍系统应具有的误差脉冲传递函数、闭环脉冲传递函数分别为：

)1()1()(1121--+-=z f z z W e

)7183.01)(()(1)(111---++=-=Φz bz a z z W z e

（3）确定数字控制器)(z D

)

()()

()(z W z G z z D e Φ=

（4）闭环系统输出：)()()()()(z G z U z z R z C ?=Φ?=

数字控制器的输出：)()()(z D z E z U ?=

程序：

clear all ; clc;

G=zpk([],[0,-1],1); %%零极点形式的被控对象 T=1; %采样周期

Gd=c2d(G,T,'zoh'); %广义被控对象脉冲传函

%求误差脉冲传函及闭环脉冲传函

%phie=tf([1 -2 1],[1 0 0],T); %误差脉冲传函

%phi=tf([0 2 -1],[1 0 0],T); %闭环脉冲传函

z=tf([1 0],[1],1); %定义z为算子

f=(1+0.718*2)/(2.718+1/0.718);

a=2-f;

b=-f/0.718;

phie=(1-1/z)^2*(1+f/z); %误差脉冲传函

phi=1/z*(a+b/z)*(1+0.718/z); %闭环脉冲传函

D=phi/(Gd*phie); %数字控制器脉冲传函D(z)

Gd,D,phie,phi

[num1,den1]=tfdata(Gd,'v'); %求脉冲传函的分子分母多项式

[num2,den2]=tfdata(D,'v');

y_1=0;y_2=0;

e_1=0;e_2=0;

ud_1=0;ud_2=0;ud_3=0;ud_4=0;ud_5=0;ud_6=0;ud_7=0;

yd_1=0;yd_2=0;

ed_1=0;ed_2=0;ed_3=0;ed_4=0;ed_5=0;ed_6=0;ed_7=0;

for k=1:1:5

time(k)=k*T;

rin(k)=k*T; %单位斜坡信号

%rin(k)=k^2*T^2/2; %单位加速度信号

%rin(k)=1; %单位阶跃信号

%未加数字控制器的差分方程

yout(k)=num1(2)*e_1+num1(3)*e_2-den1(2)*y_1-den1(3)*y_2;

error(k)=rin(k)-yout(k);

y_2=y_1;y_1=yout(k);

e_2=e_1;e_1=error(k);

%加数字控制器的差分方程

yd(k)=num1(2)*ud_1+num1(3)*ud_2-den1(2)*yd_1-den1(3)*yd_2;

ed(k)=rin(k)-yd(k);

%数字控制器的差分方程

ud(k)=(num2(1)*ed(k)+num2(2)*ed_1+num2(3)*ed_2+num2(4)*ed_3+num2(5)*e d_4+num2(6)*ed_5+num2(7)*ed_6+num2(8)*ed_7-den2(2)*ud_1-den2(3)*ud_2-den2(4)*ud_3-den2(5)*ud_4-den2(6)*ud_5-den2(7)*ud_6-den2(8)*ud_7)/den 2(1);

ud_7=ud_6;ud_6=ud_5;ud_5=ud_4;ud_4=ud_3;ud_3=ud_2;ud_2=ud_1;ud_1=ud(k );

ed_7=ed_6;ed_6=ed_5;ed_5=ed_4;ed_4=ed_3;ed_3=ed_2;ed_2=ed_1;ed_1=ed(k );

yd_2=yd_1;yd_1=yd(k); end figure(1);

plot(time,rin,'r',time,yout,'k'); xlabel('time'); ylabel('rin,yout');

title('未加数字控制器的闭环响应'); figure(2);

plot(time,rin,'r',time,yd,'b',time,ud,'k'); xlabel('time'); ylabel('rin,yd,ud');

title('加数字控制器后的闭环响应及数字控制器的输出');

1

1.5

2

2.5

3 3.5

4

4.5

5

00.511.522.53

3.54

4.55

time

r i n ,y d ,u d

加最少拍控制器时系统闭环输出响应

由图可以看出，此时调节时间变为3S ，调节时间比原来延长1拍，但其控制器输出也在3拍后变为恒定值，可以保证3拍后，输出不仅在采样点上与输入相同，还在采样点间保证相同，实现输出无纹波。

广义被控对象脉冲传函： 0.36788 (z+0.7183) ------------------ (z-1) (z-0.3679) 闭环脉冲传函为：

1.407 z^2 + 0.1852 z - 0.5926

-----------------------------

z^3

误差脉冲传函为：

z^3 - 1.407 z^2 - 0.1852 z + 0.5926

-----------------------------------

z^3

数字控制器为：

3.8257 z^3 (z+0.718) (z-0.5864) (z-0.3679) (z-1) ------------------------------------------------ z^3 (z+0.7183) (z+0.5926) (z-1)^2

《控制系统计算机仿真》实验指导书

实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法； 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （2）矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' （4）使用冒号选出指定元素 已知：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素； （5）方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 （2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π] （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π] 5、基本绘图控制 绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求： （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件：计算1+2+?+n<2000时的最大n值； （2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。

计算机控制系统设计性实验

计算机控制系统设计性实验报告 学生姓名:学号： 学院:自动化工程学院 班级: 题目:

设计性实验撰写说明 正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1 2、2.1、2.1.1……。 1、选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。 2、方案论证(设计理念)：说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。 3、过程论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。 4、结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。 5、结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。 6、设计心得体会。 课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，用A4纸打印并右侧装订。

《计算机控制系统》设计性实验 一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤： 对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。 二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下7个题目。 三、系统控制框图： 控制系统硬件框图

计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)

计算机控制技术课后习题答案 第一章绪论 1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2 (1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 (2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。P3 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计 算机控制系统中要考虑实时性？P2 (1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做 出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并 作相应操作的方式。 (2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保 持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对

《计算机操作系统》实验指导书

《计算机操作系统》 实验指导书 （适合于计算机科学与技术专业） 湖南工业大学计算机与通信学院 二O一四年十月

前言 计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。实践教学环节是必不可少的一个重要环节。计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。 为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务，得出实验结果。任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。 实验成绩考核： 实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。有以下情形之一者，实验成绩为不及格： 1.迟到、早退、无故缺勤总共3次及以上者； 2.未按时完成实验达3次及以上者； 3.缺交实验报告2次及以上者。

计算机控制系统实验报告

南京理工大学 动力工程学院 实验报告 实验名称最少拍 课程名称计算机控制技术及系统专业热能与动力工程 姓名学号 成绩教师任登凤

计算机控制技术及系统 一、 实验目的及内容 通过对最少拍数字控制器的设计与仿真，让自己对最少拍数字控制器有更好的理解与认识，分清最少拍有纹波与无纹波控制系统的优缺点，熟练掌握最少拍数字控制器的设计方法、步骤，并能灵巧地应用MATLAB 平台对最少拍控制器进行系统仿真。 （1） 设计数字调节器D(Z)，构成最少拍随动控制系统，并观察系统 的输出响应曲线； （2） 学习最少拍有纹波系统和无纹波系统，比较两系统的控制品质。 二、实验方案 最少拍控制器的设计理论 r (t ) c(t ) e*(t) D (z) E (z) u*(t) U (z) H 0(s )C (z) Gc (s ) Φ(z) G(z) R(z) 图1 数字控制系统原理图 如图1 的数字离散控制系统中，G C (S)为被控对象，其中 H(S)= (1-e -TS )/S 代表零阶保持器，D(Z)代表被设计的数字控制器，D(Z)的输入输出均为离散信号。 设计步骤:根据以上分析 1）求出广义被控对象的脉冲传递函数G (z ) 2）根据输入信号类型以及被控对象G (z )特点确定参数q, d, u, v, j, m, n 3）根据2）求得参数确定)(z e Φ和)(z Φ 4）根据 )(1) ()(1)(z z z G z D Φ-Φ= 求控制器D (z ) 对于给定一阶惯性加积分环节，时间常数为1S ，增益为10，采样周期T 为1S 的对象，其传递函数为：G C (S) =10/S(S+1)。 广义传递函数： G(z)=Z [])()(s G s H c ?=Z ?? ?????--)(1s G s e c Ts =10(1-z -1 )Z ??????+)1(12s s =3.68×) 368.01)(1() 717.01(1 111------+z z z z

计算机控制技术王建华主编第二版第二章课后答案

1.什么是工业控制计算机？它们有哪些特点？ 解：工业控制计算机是“应用在国民经济发展和国防建设的各个领域，具有恶劣环境适应能力，能长期稳定稳定工作的加固型计算机” 其特点是：可靠性高、实时性好、环境适应性强、模块化设计，完善的I∕O通道、系统扩充性好、系统开放性好、控制软件包功能强。 2.为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？ 解：在工业控制机系统中，利用总线实现芯片内部、印制电路板各部之间，机箱内各插件板之间、主机与外部设备间或系统与系统之间的连接与通信。一个工业控制机的硬件可以含几块、十几块插件和外部设备，这些插件和部件连起来即可构成系统。许多工业控制机制造厂大量地以插件方式向各用户提供产品，由用户根据自己的需要集成计算机控制系统。这些OEM产品包括CPU、RAM、ROM、EPROM、硬盘、AI、AO、DI、PIO及SIO等，从用户的角度说来，希望不同厂家购买的OEM插件能插入外购或自制的机箱，亦即希望各个厂家生产的插件是兼容的，方便地配置不同生产过程需要的工业控制机。为了兼容的目的就要求个插件的几何尺寸、插件数目相同插头各插针的定义相同，以及控制插件工作的时序相同，从制造商的角度出发，按照总线标准生产插件，其产品应用更广，一个厂家不必生产全部插件，只需生产本厂专长的插件和OEM 即可。 优点是①简化了硬件的设计。便于采用模块化结构设计方法，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线就可工作，而不必考虑总线的详细操作。 ②简化了系统结构。整个系统结构清晰。连线少，底板连线可以印制化。 ③系统扩充性好。一是规模扩充，规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件。二是功能扩充，功能扩充仅仅需要按照总线标准设计新插件，插件插入机器的位置往往没有严格的限制。 ④系统更新性能好。因为cpu、存储器、I/O借口等都是按总线规约挂到总线上的，因而只要总线设计恰当，可以随时随着处理器的芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件，新的插件插到底板上对系统进行更新，其他插件和底板连线一般不需要改。 ⑤便于故障诊断和维修。用主板测试卡可以很方便找到出现故障的部位，以及总线类型。 采用总线结构的缺点是利用总线传送具有分时性。当有多个主设备同时申请总线的使用是必须进行总线的仲裁。 3.计算机总线大致可分为几类？其中内部总线又可分为几类？ 解：按传送数据可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、版内总线、机箱总线、设备互联总线、现场总线及网络总线；按用途可分为:计算机总线、外部设备总线、和控制总线；按总线的作用域可分为全局总线和本地总线；按标准化程度可分为标准总线和费标准总线等。 内部总线可分为：数据总线、地址总线、控制总线、电源线与地线。 4.总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？ 解：控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能的强弱和适应性。

计算机基础实训指导书

<<计算机基础应用>> 实训指导 任 务 书 实习班级：09风能2班 指导老师：高鹏 实习地点：计算机中心机房 教研组审核： 审核时间 实习时间：2009年12 月14日至2009年12 月18 日

实训目的：《计算机应用基础与实训》是非计算机专业的一门公共基础课，旨在培养学生的计算机文化素质和应用计算机的基本能力。通过综合练习教学，使学生加深对所学知识的理解，掌握计算机的基本应用与基本操作技巧。它的目的和任务是：向学生介绍计算机的初步知识、操作系统的功能，字处理、表处理和幻灯片处理软件的基本使用方法和网络知识，使学生掌握使用计算机的基本技能。 实训内容:Windows XP操作系统的使用及基于此平台的应用软件Word 2003 、Excel 2003 、PowerPoint 2003 、IE 6.0等软件的使用；计算机基础知识和网络基本知识的掌握。 实训地点：计算机中心机房 实训时间：2009年12月14日至2009年12月18日 实训班级：09风电（2）班 实验教材和参考书:《计算机应用》、《计算机应用基础与实训教程》 注意事项： 1、每个学生要有安全用电的意识，做到安全用电，不准在机房充电。如发生问题，后果自负。 2、每个学生要爱护公物，如发现公物损坏或丢失，照价赔偿。 3、上机人员必须配合机房内的卫生保洁工作，不准随地吐痰，不乱写乱画，不乱仍纸屑，果皮等杂务，严禁携带零食，饮料，等入内，严禁吸烟。 4、每天按时完成老师布置的作业，每个学生交每天的实验报告，每个学生每人一份。 5、在走廊内不得大声喧哗，与他人打闹。 6、保持机房肃静，不准大声喧哗，不准打闹，不影响他人。 7、严格遵守设备操作规程，不得随便拆卸计算机配件，不得擅自更改设置和私设密码。严禁私自安装、卸载更改计算机程序。 8、上机结束，按要求关闭机器电源并做适当整理，方可离室。 考核办法： 要求学生每天按时完成任务，并及时对当天的实习内容按忧、良、及格、不及格四个等级进行评分，并要求在晚自习写出当天的实验报告，于次日上课前交回。 实训具体任务： 第一天实训任务： windows 基本操作 1.1文件及文件夹操作训练。 1.2 计算器的使用。 1.3数学公式的输入。

计算机控制技术实验报告

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精品文档 实验一过程通道和数据采集处理 为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数按 要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对生产 过程进行控制的量。所以在微机和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换的连 接通道，该通道称为过程通道。它包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量 输入通道、数字量输出通道。 模拟量输入通道：主要功能是将随时间连续变化的模拟输入信号变换成数字信 号送入计算机，主要有多路转化器、采样保持器和 A/D 转换器等组成。模拟量输出通道：它将计算机输出的数字信号转换为连续的电压或电流信 号，主要有 D/A 转换器和输出保持器组成。 数字量输入通道：控制系统中，以电平高低和开关通断等两位状态表示的 信号称为数字量，这些数据可以作为设备的状态送往计算机。 数字量输出通道：有的执行机构需要开关量控制信号 ( 如步进电机 ) ，计算机 可以通过 I/O 接口电路或者继电器的断开和闭合来控制。 输入与输出通道 本实验教程主要介绍以 A/D 和 D/A 为主的模拟量输入输出通道， A/D 和D/A的 芯片非常多，这里主要介绍人们最常用的 ADC0809和 TLC7528。 一、实验目的 1．学习 A/D 转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809芯片的使用 2．学习 D/A 转换器原理及接口方法，并掌握TLC7528 芯片的使用 二、实验内容 1．编写实验程序，将－ 5V ~ +5V 的电压作为 ADC0809的模拟量输入，将 转换所得的 8 位数字量保存于变量中。 2．编写实验程序，实现 D/A 转换产生周期性三角波，并用示波器观察波形。 三、实验设备 + PC 机一台， TD-ACC实验系统一套， i386EX 系统板一块 四、实验原理与步骤 1．A/D 转换实验 ADC0809芯片主要包括多路模拟开关和 A/D 转换器两部分，其主要特点为：单 电源供电、工作时钟 CLOCK最高可达到 1200KHz 、8 位分辨率， 8 +个单端模拟输 入端， TTL 电平兼容等，可以很方便地和微处理器接口。 TD-ACC教学系统中的 ADC0809芯片，其输出八位数据线以及 CLOCK线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK(1MHz) 上。其它控制线根据实验要求可另外连接(A 、B、C、STR、/OE、EOC、IN0～ IN7) 。根据实验内容的第一项要求，可以设计出如图 1.1-1 所示 的实验线路图。

微机计算机控制技术课后于海生第2版习题详解答案

1.计算机控制系统的控制过程是怎样的? 计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤： (1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。 (2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。 (3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？ (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。其原理框图如图1.2所示。 (2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。 (3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。SCC系统的原理框图如图1.4所示。 SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。 2.数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。 数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。其中：输入调理电路转换滤波、保护、消除触点抖动，以及进行信号隔离等 5.模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑电路组成。(1)I/V变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。 (2)多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件。 (3)采样保持器：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。 (4)A/D转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器(简称A/D转换器或ADC) 3.2.什么是逐点比较插补法？直线插补计算过程和圆弧插补计算过程各有哪几个步骤？ 逐点比较法插补运算，就是在某个坐标方向上每走一步（即输出一个进给脉冲），就作一次计算，将实际进给位置的坐标与给定的轨迹进行比较，判断其偏差情况，根据偏差，再决定下一步的走向（沿X轴进给，还是沿Y轴进给）。逐点比较法插补的实质是以阶梯折线来逼近给定直线或圆弧曲线，最大逼近误差不超过数控系统的一个脉冲当量（每走一步的距离，即步长）。 直线插补计算过程的步骤如下：

《计算机应用基础》课程实训指导书(第三版)

广东轻工职业技术学院 《计算机应用基础》课程实训指导书 （第三版） 计算机基础教研室 2009年3月

《计算机应用基础》课程实训指导书 一、目的 通过为一周的实训，巩固本学期所学习的知识，强化的各种基于工作的过程的各种操作技能，进一步培养学生熟练处理Word文档的综合应用、Excel高级数据管理、PowerPoint演示文稿高级制作技巧及Internet网络综合应用能力，并为学生参加计算机水平考试及办公自动化考试作好准备。 二、实训内容提要 1.Word中文处理的综合应用 2.Excel电子表格的综合应用 3.PowerPoint演示文稿的综合应用 4.申请邮箱、收发邮件、Outlook Express的使用 5.信息检索与信息的综合应用 6.利用Serv-U 软件创建与配置FTP站点，实现文件的上传与下载。 7.Web 站点的创建与配置，网页的浏览（选） 三、考核 1．考核方式 操作部分由各部分指导老师现场打分，最后由负责指导老师汇总。 2．成绩评定标准 考核内容包括：成绩评定为100分制。Word 高级应用25％，电子表格综合应用25％，PPT综合应用 10%，Internet操作10％，实操报告（心得体会，遇到的问题，解决办法，收获等）20%（包括考勤）,模拟题试题10%. 四、提交实训成果 1．实训成果（作业、作品等） 2．实训报告：按照实训报告模板的格式去写，包括实训中遇到的问题，解决办法，包含一些截图，一周实训的体会、收获及今后努力方向等，文字要在2500字以上。篇幅在4页左右（含截图）。

说明： 1．由于各个班级教学学时及专业的差异性相差很大，而实训内容丰富且有一定难度，而实训的时间较短且集中，因此实训指导老师根据班级实际情况与水平，在指训指导书中挑选实用性强且与计算机水平考试有一定关联的题目进行实训。 2．选择实训的原则： ●在1～10中选择8题 ●11～17中选择5至6题 ●18～21必选，22根据机房情况选择 ●模拟题选择一套 3.带实训的老师一定要认真负责，结束后及时登记实训成绩，收齐学生的实训成果，并写出该班的实训总结，记录成光盘交到计算机基础教研室。 第1部分实训内容 实训1 制作用户调查表 [操作要求] 按照下面的步骤编排出如图1样文所示，并以“实训一.doc”为文件名保存。 1．输入文字 ●在文档中，输入表格的标题及最后一行的文字。 2．插入表格 ●插入“样文”的表格及输入其中的字符； ●表格的前三行高固定值1厘米，各列宽3.5厘米，表格中的字符设为宋体、四号， 水平左对齐，垂直居中； 3．设置文本 ●表格标题设为黑体、二号字，居中对齐； ●表格末行设为幼圆、小四号字，其中，“回函请寄：”几字设为加粗; ●表格外边框的线宽为1.5磅。 4．编排格式 ●在文档头部插入一行由“剪刀”和“-”号组成的字符串； ●按“样文1”所示位置，插入艺术字库中第1行第2列式样的艺术字； ●艺术字设为隶书、36磅、红色，无环绕。

计算机控制系统实验报告2

江南大学物联网工程学院 《计算机控制系统》 实验报告 实验名称实验二微分与平滑仿真实验 实验时间2017.10.31 专业班级 姓名学号 指导教师陈珺实验成绩

一、实验目的与要求 1、了解微分对采样噪音的灵敏响应。 2、了解平滑算法抑制噪音的作用。 3、进一步学习MATLAB 及其仿真环境SIMULINK 的使用。 二、仿真软硬件环境 PC 机，MATLAB R2012b 。 三、实验原理 如图微分加在正反馈输入端，计算机用D(Z)式进行微分运算。R 为阶跃输入信号，C 为系统输出。由于微分是正反馈，当取合适的微分时间常数时，会使系统响应加快。若微分时间常数过大，则会影响系统稳定性。 四、D(Z)设计 1、未平滑时的D(Z) 用一阶差分代替微分运算： )1()()()(1--==Z T T Z X Z Y Z D D 式中T Ｄ为微分时间常数，T 为计算机采样周期。 2、平滑后的D(Z) 微分平滑运算原理如图： 取Y ＊(k)为四个点的微分均值，有 )331(6)()()( )33(6 )5 .15.05.05.1(4)( 321321221*-----------+==∴--+=-+-+-+-= Z Z Z T T Z X Z Y Z D X X X X T T X X X X X X X X T T K Y D K K K K D K K K K D x t + ○R

五、SIMULINK仿真结构图 七、思考题 1、微分噪音与采样噪音和采样周期T有什么关系?与微分时间常数有什么关系? 2、平滑后系统输出有无改善?是否一定需要平滑?

计算机控制技术

《计算机控制技术》课程教学大纲 课程名称：计算机控制技术 英文名称：The Technology of Control Based On The Computer 课程类型：专业基础选修课 总学时：48 讲课学时：40 实验学时：8 学时：48 学分：3 适用对象：自动化专业、测控技术与仪器 先修课程：自动控制原理、现代控制理论、微机原理及应用、单片机原理及应用 一、课程性质、目的和任务 《计算机控制技术》是自动化专业的一门重要的专业基础课。课程的教学目的在于使学生掌握通过计算机来实现自动控制的工作原理和一般的方法，掌握计算机控制系统的分析和设计的基本理论和方法。在本课程的教学过程中，着重突出阐述基本的数字控制器的设计方法，针对计算机控制系统的特点，介绍具体的数字控制器的设计技术。最后，通过对目前国内典型的计算机控制系统的举例及分析，使学生能够更加具体地了解以数字控制器为核心的计算机控制系统的一般设计过程和在控制方法上的特点。通过课程学习，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一步学习专业知识以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。 二、教学基本要求 本课程主要以线性离散控制系统为研究对象，进行系统的分析与设计。学完本课程应达到以下基本要求： 1．了解计算机控制系统的组成、特点及分类，典型的计算机控制系统和计算机控制系的发展方向。 2．了解计算机控制系统基本的输入输出接口技术和输入输出通道的组成及其作用。 3．掌握线性离散系统的基本理论和分析方法。 4．掌握数字PID控制算法，并在此基础上能进行计算机控制系统的模拟化设计。 5．熟练掌握计算机控制系统的直接设计方法。 6．了解纯滞后对象的特点及其控制算法——大林算法。 三、教学内容及要求 1．绪论 ①理解计算机控制系统的组成及特点； ②理解计算机控制系统的分类； ③了解典型的计算机控制系统； ④了解机控制系统的发展方向。 2．输入输出接口和通道 ①了解I/O接口与I/O控制方式； ②了解I/O通道的组成、分类及其作用；

计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)(汇编)

计算机控制技术课后习题答案 第一章 绪论 1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2 (1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 (2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。 (3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 . 计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。P3 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 工业计算机 PIO 设备 生产过程 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？P2 (1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 (2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对 CPU/MEM 人-机接口 内部总线 系统支持版 磁盘适合 器 数字量输出（DO ）通道 数字量输入（DI ）通道 模拟量输出（AO ）通道 模拟量输入（AI ）通道 电气开关 电气开关 执行机构 测量变送 被 控 对象

《计算机控制系统》实验手册

《计算机控制系统》实验手册 上海海事大学电气自动化系施伟锋 上海海事大学电气自动化实验中心李妮娜 目录 1《计算机控制系统》实验指导(Matlaｂ版) (2) 实验一数字PID参数的整定 (3) 实验二Ｓmith算法的运用..........................................５实验三二阶对象数字控制系统设计..............................７实验四达林控制算法的运用 (9) 2 《计算机控制系统》实验指导(DSP版） (11) 实验一实验系统介绍与CＣS软件使用入门 (11) 实验二数字I/O实验—交通灯实验 (26) 实验三PWM输出实验１——直流电机控制实验 (30) 3 《计算机控制系统》课程设计指导（Ｍatlab版）………3３ 4 《计算机控制系统》课程设计指导（DSＰ版) (35) 5 《计算机控制系统》课程设计报告或小论文格式 (40)

《计算机控制系统》实验指导 （Ｍaｔlab 版) 一、实验课程教学目的与任务 通过实验设计或计算机仿真设计，使学生了解和掌握数字ＰＩD控制算法的特点、了解系统PID参数整定和数字控制系统的直接设计的基本方法,了解不同的控制算法对被控对象的控制特性，加深对计算机控制系统理论的认识，掌握计算机控制系统的整定技术，对系统整体设计有一个初步的了解。 根据各个实验项目,完成实验报告(用实验报告专用纸)。 二、实验要求 学生在熟悉ＰC机的基础上，熟悉ＭAＴLAＢ软件的操作，熟悉Ｓiｍuli ｎk工具箱的软件编程。通过编程完成系统的设计与仿真实验，逐步学习控制系统的设计,学习控制系统方案的评估与系统指标评估的方法。 计算机控制系统主要技术指标和要求: 根据被控对象的特性,从自动控制系统的静态和动态质量指标要求出发对调节器进行系统设计，整体上要求系统必须有良好的稳定性、准确性和快速性。一般要求系统在振荡２~3次左右进入稳定;系统静差小于3％~5%的稳定值（或系统的静态误差足够小）；系统超调量小于３0％~５0%的稳定值;动态过渡过程时间在3~5倍的被控对象时间常数值。 系统整定的一般原则: 将比例度置于交大值,使系统稳定运行。根据要求,逐渐减小比例度,使系统的衰减比趋向于４：１或10：1。若要改善系统的静态特性,要使系统的静差为零,加入积分环节,积分时间由大向小进行调节。若要改善系统的动态特性,增加系统的灵敏度,克服被控对象的惯性,可以加入微分环节,微分时间由小到大进行调节。PID控制的三个特性参数在调节时会产生相互的影响，整定时必需综合考虑。系统的整定过程是一个反复进行的过程，需反复进行。

计算机控制技术实验3

1.1、某系统的开环传递函数为 432 20 G(s)= 83640s s s s +++ 试编程求系统在单位负反馈下的阶跃响应曲线，并求最大超调量。 Matlab 命令： clc;clear all ; num=[20];den=[1 8 36 40 0]; [num,den]=cloop(num,den,-1); s=tf(num,den); step(s,20);

Step Response Time (sec) A m p l i t u d e 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.2、典型二阶系统 22 2 G()2n n n s s s ωξωω=++ 编程求当ωn =6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0时的单位阶跃响应曲线。 Matlab 命令： clc;clear all ; wn=6;kesi=[0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0];

hold on ; for n=1:7 num=[wn^2];den=[1 2*kesi(n)*wn wn^2]; s=tf(num,den); step(s,20); end hold off ; Step Response Tim e (sec) A m p l i t u d e

1.3、典型二阶系统传递函数为： 2 2 2 2)(n n n s s s G ωξωω++= 绘制当ζ=0.7,ωn 取2、4、6、8、10、12时的单位阶跃响应曲线。 Matlab 命令： clc;clear all ; wn=[2 4 6 8 10 12];kesi=0.7; hold on ; for n=1:6; num=[wn(n)^2];den=[1 2*kesi*wn(n) wn(n)^2]; s=tf(num,den); step(s,20); end hold off ;

微型计算机控制技术课后答案第二版潘新民完整版

微型计算机控制技术课 后答案第二版潘新民 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成各部分作用 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能. (4)检测与执行机构:a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b. 执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。 4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何它们之间有何区别和联系 (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到操作指导的作用 (2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。 (3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。 SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。 第二章 2 采样周期越小越好吗为什么 答：不是。若采样间隔太小（采样频率太高），则对定长的时间记录来说其数字系列就很长，计算工作量迅速增大，可能产生较大的误差。

计算机应用基础实验指导书

实验一Windows的基本操作 一、实验目的及要求 1.通过本次实验对Windows操作系统有初步的认识，熟练使用鼠标，对系统进行合理、个 人化的设置，加深一些基本名词的理解。 2.掌握对任务栏的操作，了解窗口各部位的名称，能够熟练改变窗口的大小和位置。 3.掌握各种创建快捷方式的方法，能够根据不同的使用场合采用不同的方法创建快捷方 式。 4.熟练使用开始菜单提供的各种方法运行程序、对文档进行各种操作。 5.能够使用控制面板对系统进行一些基本的设置。 6.学会如何创建文件夹，从而能够合理有效的管理个人计算机。 二、实验内容 1．（1）设置屏幕保护程序为 （2）将系统的时间样式设置为“tt hh:mm:ss”，上午符号为“上午”，下午符号为“下午”。（3）在桌面上建立记事本程序“NOTEPAD.EXE”的快捷方式，快捷方式名为“notepad”。的位数“2”，其余缺省值。 2．（1）在桌面上建立进入"MS-DOS方式"的快捷方式，快捷方式名为"MS-DOS"。 （2）改变屏幕保护为"三维飞行物"，屏幕墙纸为居中的"Clouds"，外观方案为"枫树"。（3）将计算器程序"Calc.exe"的快捷方式添加到"开始"菜单"程序"项中，快捷方式名为"计算器"。 （4）设置系统数字样式：小数位数为"3"，数字分组符号为"，"，组中数字的个数为"3"。3．（1）设置屏幕的背景图案为“Bricks”，墙纸为的“Forest”、居中。 （2）设置Windows的货币符号为“$”，货币符号位置为“1.1¤”，负数格式为“-1.1¤”。（3）在桌面上建立画图程序“PBRUSH.EXE”的快捷方式，快捷方式名为“paint”。（4）设置Windows的数字格式为：小数点后面的位数“3”，数字分组符号“；”，组中的位数“2”，其余缺省值。 4．（1）在桌面上建立写字板程序"Write.exe"的快捷方式,快捷方式名为"写字板",并将此快捷方式添加到"开始"菜单"程序"项中，。 （2）设置屏幕保护程序为"飞行Windows"，飞行中的Windows数目为"20",密码为"123123"。 （3）设置任务栏"不显示时间"，并使任务栏"自动隐藏"。 （4）设置系统时间样式为"H:mm:ss"，短日期样式为"yy-MM-dd"。 5. 在桌面上新建一个以自己姓名为名称的文件夹。启动"计算器"程序，在其帮助系统的索引中查找关键字"扩展精度"，然后以所获得的帮助信息为内容，在以自己姓名为名称的文件夹中建立一个名为precision.txt的文本文件。

计算机控制技术实验二

一、 实验目的 （1）对PID 数字控制的改进算法用MATLAB 进行仿真。 二、 实验内容 1、积分分离PID 控制算法 在普通PID 控制中，积分的目的是为了消除误差提高精度，但在过程的启动、结束或大幅度增减设定是，短时间内系统输出有很大偏差，会造成PID 运算的积分积累，致使控制量超过执行机构可能允许的最大动作范围对应的极限控制量，引起系统较大的超调，甚至引起系统较大的振荡，这在生产中是绝对不允许的。 积分分离控制基本思路是，当被控量与设定值偏差较大时，取消积分作用，以免由于积分作用使系统稳定性降低，超调量增大；当被控量接近给定值时，引入积分控制，以便消除静差，提高控制精度。其具体实现步骤是： 1） 根据实际情况，人为设定阈值ε>0； 2） 当ε>)(k e 时，采用PD 控制，可避免产生过大的超调，又使系统有较快的响应； 3） 当ε≤)(k e 时，采用PID 控制，以保证系统的控制精度。 积分分离算法可表示为： ∑=--++=k j d i p T k e k e k T j e k k e k k u 0 ) 1()()()()(β 式中，T 为采样时间，β为积分项的开关系数，?? ?>≤=ξ ξ β|)(|0|)(|1k e k e 仿真1 设备控对象为一个延迟对象1 60)(80+=-s e s G s ，采样周期为20s ，延迟时间为4个 采样周期，即80s 。输入信号r(k)=40，控制器输出限制在[-110,110]。 3,005.0,8.0===d i p k k k 被控对象离散化为)5()2()1()2()(-+--=k u num k y den k y 仿真方法：仿真程序：ex9_1.m 。当M=1时采用分段积分分离法，M=2时采用普通PID 控制。 %Integration Separation PID Controller clear all ; close all ; ts=20; %Delay plant sys=tf([1],[60,1],'inputdelay',80); dsys=c2d(sys,ts,'zoh'); [num,den]=tfdata(dsys,'v');

微型计算机控制技术第二版课后习题

第一章 1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分作用? 由四部分组成 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能.(4)检测与执行机构:a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b. 执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。 4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？ (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的