计算机控制系统实验报告
温度控制系统
一、题目要求
请设计一套以单片机为控制装置的温度控制系统，可以是电热炉温度控制，水温控制等，要求有合理的方案设计，总体结构图，算法选择和验证分析。可以以软件实现。推荐制造实物验证系统，并给出较好的精度和稳定性。
二、应用背景与理论基础
2.1 应用背景
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密的与温度相联系。在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。在工业生产中很多场合需要实现这一控制目标，如在发酵过程控制，化工生产中的化学反应温度控制，冶金工厂中燃烧炉中的温度控制等;恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在某一给定数值上，且要求其波动幅度(即稳态误差)不能超过某允许值。本文所讨论的基于单片机的温度控制系统就是要实现对水温的恒值温度控制，故以下仅对恒值温度控制进行讨论。从工业控制器的发展过程来看，温度控制技术大致可分以下几种：
2.1.1 定值开关控温法
所谓定值开关控温法，就是通过硬件电路或软件计算判别当前温度值与设定目标温度值之间的关系，进而对系统加热装置(或冷却装置)进行通断控制。若当前温度值比设定温度值高，则关断加热器，或者开动制冷装置;若当前温度值比设定温度值低，则开启加热器并同时关断制冷器。这种开关控温方法比较简单，在没有计算机参与的情况下，用很简单的模拟电路就能够实现。但由于这种控制方式是当系统温度上升至设定点时关断电源，当系统温度
下降至设定点时开通电源，因而无法克服温度变化过程的滞后性，致使被控对象温度波动较大，控制精度低，完全不适用于高精度的温度控制。
2.1.2 PID线性控温法
这种控温方法是基于经典控制理论中的PID调节器控制原理，PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点被广泛应用工业过程控制中，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。由于PID调节器模型中考虑了系统的误差、误差变化及误差积累三个因素，因此，其控制性能大大地优越于定值开关控温。其具体控制电路可以采用模拟电路或计算机软件方法来实现PID调节功能。前者称为模拟PID控制器，后者称为数字PID控制器。其中数字PID控制器的参数可以在现场实现在线整定，因此具有较大的灵活性，可以得到较好的控制效果。采用这种方法实现的温度控制器，其控制品质的好坏主要取决于三个PID参数（比例值、积分值、微分值）。只要PID参数选取的正确，对于一个确定的受控系统来说，其控制精度是比较令人满意的。但是，它的不足也恰恰在于此，当对象特性一旦发生改变，三个控制参数也必须相应地跟着改变，否则其控制品质就难以得到保证。
2.1.3 智能温度控制法
为了克服PID线性控温法的弱点，人们相继提出了一系列自动调整PID参数的方法，如PID 参数的自学习，自整定等等。并通过将智能控制与PID控制相结合，从而实现温度的智能控制。智能控温法以神经网络和模糊数学为理论基础，并适当加以专家系统来实现智能化。其中应用较多的有模糊控制、神经网络控制以及专家系统等。尤其是模糊控温法在实际工程技术中得到了极为广泛的应用。目前已出现一种高精度模糊控制器，可以很好的模拟人的操作经验来改善控制性能，从理论上讲，可以完全消除稳态误差。
2.2 理论基础
PID控制策略是最早发展起来的控制策略之一，现使用的PID控制器产生并发展于1915-1940年期间。尽管自1940年以来，许多先进的控制方法不断的推出，但由于PID控制具有结构简单、鲁棒性好、可靠性高、参数易于整定，P、I、D控制规律各自成独立环节，可根据工业过程进行组合，而且其应用时期较长，控制工程师们已经积累大量的PID控制器参数的调节经验。因此，PID控制器在工业控制中仍然得到广泛的应用，许多工业控制器仍然采用PID控制器。
在现代计算机控制系统中，PID控制算法将由计算机软件实现。由于计算机软件的灵活性，利用就算几实现PID控制具有许多优点，可以将PID算法修改得更为合理，
得到许多考虑了实际要求的该井算法；同时对于参数的在线调整和修改更为方便，朝着更加灵活和智能化的方向发展。此外，计算机还能实现数据处理、显示、报警和打印功能，便于管理和造作。所以，用计算机实现数字PID 算法获得了广泛的应用。 2.2.1 数字PID 基本算法
数字PID 算法主要包括位置式PID 算法和增量式PID 算法。除此之外，还有一些改进算法，包括抗积分饱和算法、微分改进算法等等。本次实验用到的算法在算法选择中会详细介绍，在此不再赘述。
2.2.2 PID 调节参数的整定
一个PID 控制必须选择几个主要参数，如P K ，I T ，D T 以及采样周期T 等。由于数字PID 控制中，采样周期比被控对象的时间常数要小得多，所以是准PID 控制，一般仍沿用连续PID 控制的参数整定方法。 1. 试凑法确定PID 参数
(1)首先只整定比例部分。比例系数P K 由小变大，观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应曲线。系统若无静差或静差已小到允许范围内，并且响应效果良好，那么只须用比例调节器即可。
(2)若稳态误差不能满足设计要求，则需加入积分控制。整定时先置积分时间T I 为一较大值，并将经第1步整定得到的P K 减小些，然后减小I T ，并使系统在保持良好动态响应的情况下，消除稳态误差。这种调整可根据响应曲线的状态，反复改变P K 及I T ，以期得到满意的控制过程。
(3)若使用PI 调节器消除了稳态误差，但动态过程仍不能满意，则可加入微分环节。在第2步整定的基础上，逐步增大D T ，同时相应地改变P K 和I T ，逐步试凑以获得满意的调节效果。
2. 扩充临界比例度法
这种方法是对连续系统临界比例度法的扩充。适用于具有自平衡能力的被控对象，不需要准确知道对象的特性。具体步骤如下:
(1)选择一个足够短的采样周期T ，通常可选择采样周期为被控对象纯滞后时间的1/10。
(2)用选定的T 使系统工作。这时，去掉数字控制器的积分作用和微分作用，只保留比例作用。然后逐渐减小比例度δ（P K /1=)，直到系统发生持续等幅振荡。记下此时的临界比例度k δ及系统的临界振荡周期k T (即振荡波形的两个波峰之间的时间) 。 （3）选择控制度。
控制度?
?
∞∞
=
2
02])([])([模拟
dt t e dt t e DDC
实际应用时并不需要计算两个误差平方积分，控制度仅表示控制效果这一物理概念。工程经验给出了整定参数和控制度的关系，通常认为控制度为1.05是，数字控制与模拟控制效果相当；控制度为2时，数字控制效果比模拟控制差得多。 (4)根据选定的控制度，查表2-1 ，求得P K 、I T 、D T 的值。
(5)按计算所得参数投入在线运行，观察效果，如果性能不满意，可根据经验和对P 、I 、D 各控制项作用的理解，进一步调节参数，直到满意为止。
表2-1 扩充临界比例度法整定参数
三、题目分析
题目要求是以单片机为控制装置的温度控制系统，考虑到成本、时间与安全等诸多因素，我选择做水温加热控制。该系统的任务包括软件仿真和硬件实现量大部分组成。软件部分主要用到的软件有Matlab 、Simulink 、Protues 以及Keil 。Matlab 和Simulink 主要做PID
算法仿真，Protues 做的是电路仿真，Keil 做的是单片机的编程。硬件部分主要包括单片机、继电器、温度传感器等部分。
水温控制系统的基本原理为：将设定温度与实际水温进行比较，它们的差值经PID 计算后得到控制量，控制执行机构的输出功率，从而控制给水加热的能量大小，并且实时检测水温。其原理图如图3-1所示。
图3-1 水温控制系统原理图
为了对该系统进行仿真，我们需要水温加热的传递函数。 设水温为T ，环境温度（干扰）为0T ，供热量
)(,0221T T A K Q R I Q r -== （3-1） 式中：r K 为散热系数，A 为散热面积。能量平衡式： dt
dT
GC Q Q P
=-21 （3-2） 式中：G 为水的质量，P C 为水的比热。将2Q 带入（3-2）整理得：
011
T Q A K T dt dT A K GC r r P +=+ （3-3）
设A K GC T r P c =
为对象的供热时间常数，T Q A
K K r +=11
为对象的供热比例系数，则得对象特征的微分方程为 K T dt
dT
T c
=+ （3-4）
对（3-4）作拉式变换，推出被测温度与供热之间的传递函数为 s
T K
s W c +=
1)( （3-5）
由上式不难看出，水温加热为一阶惯性环节。在实际实验过程中，发现用加热棒加热，会因加热不均，而产生迟滞，故而，最终的传递函数应为：
s
T Ke s W c s
+=-1)(τ （3-6）
故水温加热环节为一阶惯性迟滞环节。
由上面的推导过程不难看出，对于水量的不同、环境的不同，所取得K 、c T 和τ也会不同，因此很难依靠经验确定参数。我们先做好了部分硬件，意图通过实验来完成数学模型的建立。
先利用相关离散化公式将式（3-6）离散化，采样时间T=1s ，可以得到该系统的数字化时域形式：
)]()([1
)()1(k y k Ku T k y k y c
+-+
=+τ （3-7）
其中)(τ-k u 为输入功率，)(k y 为输出温度。
通过实验，不难得出延迟时间5=τ，其余数据如下表：
故66,6.1==c T K 。所以得到传递函数为：
s
e s W s
6616.1)(5+=- （3-7）
所以得到系统结构图为：
图3-2 水温控制系统原理图
四、算法选择
4.1 PID 算法
4.1.1模拟PID 控制算法离散化（PID 位置式算法）
模拟PID 控制器的基本算式为：
))
()(1)(()(dt
t de T dt t e T t e K t u D
I
p ?++
= （2-1） )1
1()()()(s T s
T K s E s U s D D I p ++==
（2-2） 对式（2-1）离散化，可得
)]}1()([)()({)(0--+
+
=∑=k e k e T
T j e T T
k e K k u k
j D
I
p )]}1()([)()(0
--++=∑=k e k e K j e K k e K k
j D I p （2-3）
通常，计算机输出的控制指令)(k u 是直接控制执行机构（如控制流量的阀门），)(k u 的值与执行机构输出的位置（如阀门的开度）相对应，随意将式（2-3）称为PID 位置算法。按位置算法构成的计算机控制系统如图3-1所示。工业应用时，采用PID 位置算法是不够方便和有欠缺的。由于要累计误差，占用内存较多，并且安全性较差。由于计算机输出的)(k u 直接对应的是执行机构的实际位置，如果一旦计算机出现故障，)(k u 的大幅度变化会引起执行机构位置的突变，在某些场合下，就可能造成重大生产是够。考虑到这种情况，在工业应用中，还采用一种增量式算法。
图2-1 PID 位置式计算机控制系统
4.1.2 PID 增量式算法
PID 增量式算法是位置算法的一种改进。由式（1-3）可以得到（k-1）次的PID 输出表达式：
)]2()1([)()1()1(1
---++-=-∑-=k e k e K
j e K k e K k u D
k j I P （1-4）
由式（1-3）和（1-4）可得
)]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=?k e k e k e K k e K k e k e K k u D I P （1-5） 该式为增量式PID 算法。该算法优点：
（1）较为安全。因为一旦计算机出现故障，输出控制指令为零时，执行机构的位置（如阀门的开度）仍可保持前一步的位置，不会给被控对象带来较大的扰动。 （2）计算时不需进行累加，仅需最近几次误差的采样值。
增量式算法带来的主要问题是执行机构的实际位置也就是控制指令全量的累加需要用计算机外的其他的硬件(如步进电机)实现。，如图2-2。因此，如果系统的执行机构具有这个功能，采用增量算法是很方便的。
图2-2 PID 增量式计算机控制系统
4.2 Smith 预估控制
在工程过程控制中，许多被控对象具有纯滞后的性质。Smith 提出了一种纯滞后补偿模型，其原理为，与PID 控制器并接一个补偿环节，该补偿环节称为Smith 预估器。带有纯迟滞
的单回路控制系统的闭环传递函数为：s
c s c e s G s G e s G s G s R s Y s ττφ--+==)()(1)()()()()(00。其特征方程为0)(10=+-s c se G s G τ。可见，特征方程中出现了纯延迟环节，是系统稳定性降低。如果τ足
够大，系统讲不稳定，这就是大延迟过程难于控制的本质。针对这种问题，Smith 提出采用人造模型的方法，构造如图2-3所示的控制系统：
图2-3 Smith预估控制系统
五、仿真
5.1 位置式PID仿真
5.1.1 MATLAB仿真程序。
ts=1;%采样时间
sys=tf([1.6],[66,1],'inputdelay',5);%传递函数
dsys=c2d(sys,ts,'z');%离散化
[num,den]=tfdata(dsys,'v');
u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;u_6=0;
y_1=0;y_2=0;y_3=0;%设定初值
x=[0,0,0]';
error_1=0;
for k=1:1:350
time(k)=k*ts;
yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_6; %延时抽样为5s
rin(k)=45;
Kp=5.95;Ki=0.1;Kd=0.28;%PID参数设定
u(k)=Kp*x(1)+Kd*x(2)+Ki*x(3);%位置式PID控制信号
error(k)=rin(k)-yout(k);%误差
u_6=u_5;u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k); y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);
x(1)=error(k);%参数P
x(2)=(error(k)-error_1)/ts;%参数D
x(3)=x(3)+error(k)*ts;%参数I
error_1=error(k);
end
figure(1);
plot(time,rin,'k',time,yout,'b')%画图
5.1.2 PID参数计算
首先用扩充临界比例度法来选定参数。按照上面介绍的步骤，增大P K 使系统发生等
幅振荡。当34.10=P K 时，系统发生等幅振荡，如下图所示：
图5-1 系统等幅震荡
由上图可以得知：25,34.10==k k T K 。经计算，该系统的控制度为1.20。故5≈P K ，
1.0≈I K ，25.0≈D K 。以此为基础，结合试凑法确定PID 参数，进行Matlab 仿真。
5.1.3 仿真结果
首先令5=P K ，1.0=I K ，25.0=D K ，仿真结果如下
图5-2 水温控制系统PID 控制仿真曲线图（Kp ＝5，Ki ＝0.1，Kd ＝0.25）
由上图可知，参数如此设置，系统可以达到稳定，但是超调超过30%，超调过大，调节时间也长。为改善调节效果，可以减小比例环节和微分环节。多次仿真后，当3=P K ，
05.0=I K ，25.0=D K 时，可以可到较好的控制效果，如图5-3所示。
图5-3 水温控制系统PID 仿真曲线图（Kp ＝3，Ki ＝0.05，Kd ＝0.25）
从上图可以看出，超调量小于5%，对应5%误差度，调节时间约为25s 。调节效果较好。 5.1.4 Simulink 仿真
首先利用Simulink 的集成模块来进行仿真。仿真图如下图所示：
图5-5 水温控制系统Simulink 离散PID 仿真
令3=P K ，05.0=I K ，25.0=D K ，得到如下仿真结果。
图5-6 水温控制系统PID 控制仿真曲线图（Kp＝3，Ki＝0.05，Kd＝0.25）但是该离散PID的仿真模型是封装好的，无法看清其内部结构，因此我利用Simulink 的Matlab Function模块，通过编写M文件的方式实现位置式PID的方针。
图5-7 位置式PID仿真图
MATLAB Function中的函数如下：
function [u]=pidsimf(u1,u2)
persistent pidmat errori error_1
if u1==0
errori=0
error_1=0
end
ts=1; kp=3; ki=0.000012; kd=0;
error=u2;
errord=(error-error_1)/ts; errori=errori+error*ts;
u=kp*error+kd*errord+ki*errori; error_1=error;
若按原参数仿真，即令5=P K ，1.0=I K ，25.0=D K ，系统发散。如下图所示：
图5-8 温度控制系统Simulink 仿真图（Kp=5,Ki=0.1,Kd=0.25）
对参数进行调整，使其稳定。当3=P K ，000012.0=I K ，0=D K 时，系统稳定，且无超调，控制效果好。
图5-9 温度控制系统Simulink仿真图（Kp=3,Ki=0.000012,Kd=0）5.2 增量式PID仿真
5.2.1 Matlab仿真程序
ts=1;
sys=tf([1],[60,1],'inputdelay',5);
dsys=c2d(sys,ts,'z');
[num,den]=tfdata(dsys,'v');
u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;u_6=0;
y_1=0;y_2=0;y_3=0;
x=[0,0,0]';
error_1=0;
error_2=0;
for k=1:1:350
time(k)=k*ts;
yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_6; %延迟5s
rin(k)=45;
Kp=6;Kd=0;Ki=0.1;
du(k)=Kp*x(1)+Kd*x(2)+Ki*x(3);%增量式PID
u(k)=u_1+du(k);
error(k)=rin(k)-yout(k);
u_6=u_5;u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);
y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);
x(1)=error(k)-error_1;
x(2)=error(k)-2*error_1+error_2;
x(3)=error(k);
error_2=error_1;
error_1=error(k);
end
plot(time,rin,'r',time,yout,'b') xlabel('time(s)'); ylabel('rin,yout');
5.2.2 Matlab 仿真结果
首先，按照上回计算的，令5=P K ，1.0=I K ，25.0=D K 。结果如下图。
图5-10 水温控制系统PID 仿真曲线图（Kp ＝5，Ki ＝0.1，Kd ＝0.25）
上图可以看出，系统超调约为11%，调节时间约为50s ，基本满足要求。为精益求精，进一步调节系统参数。令3=P K ，05.0=I K ，25.0=D K ，可以达到系统无超调，无稳态误差的良好控制效果，如下图所示：
图5-11 水温控制系统PID 仿真曲线图（Kp＝3，Ki＝0.05，Kd＝0.25）5.2.3 Simulink仿真
增量式PID的Simulink仿真图如图5-12所示：
图5-12 位置式PID仿真图
MATLAB Function中的函数如下：
function [u]=pidsimf(u1,u2)
persistent pidmat errori error_1 error_2 u_1
if u1==0
errori=0
error_1=0
error_2=0
u_1=0
end
ts=1;
kp=3;
ki=0.000012;
kd=5;
error=u2;
errord=(error-error_1);
errori=error-2*error_1+error_2;
du=kp*errord+kd*errori+ki*error;
u=u_1+du;
u_1=u;
error_2=error_1; error_1=error;
令3=P K ，000012.0=I K ，0=D K 时，系统稳定，且无超调，控制效果好。如图5-13所示。
图5-13 温度控制系统Simulink 仿真图（Kp=3,Ki=0.000012,Kd=0）
5.3 Smith 预估控制系统
5.3.1 Smith 预估控制系统Matlab 程序
Ts=1; kp=1.6; Tp=66; tol=5;
sys=tf([kp],[Tp,1],'inputdelay',tol); dsys=c2d(sys,Ts,'zoh'); [num,den]=tfdata(dsys,'v'); kp1=kp; Tp1=Tp; tol1=tol;
sys1=tf([kp1],[Tp1,1],'inputdelay',tol1); dsys1=c2d(sys1,Ts,'zoh'); [num1,den1]=tfdata(dsys1,'v');
u_0=0;u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;u_4=0.0;u_5=0.0; e1_1=0; e2=0.0; e2_1=0.0;
ei=0;
xm_1=0.0;
ym_1=0.0;
y_1=0.0;
for k=1:1:350
time(k)=k*Ts;
rin(k)=45.0; %输入信号
xm(k)=-den1(2)*xm_1+num1(2)*u_1;
ym(k)=-den1(2)*ym_1+num1(2)*u_5; %加入延迟
yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_5;
P=15;
I=0.3;
e2(k)=rin(k)-xm(k);
ei=ei+Ts*e2(k);
u(k)=P*e2(k)+I*ei;
e2_1=e2(k);
xm_1=xm(k);
ym_1=ym(k);
u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u_0;u_0=u(k); y_1=yout(k);
end
plot(time,rin,'b',time,yout,'r');
xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');
5.3.2 Matlab仿真结果
图5-14 温控制系统Smith仿真曲线图（Kp＝15，Ki＝0.3，Kd＝0）
如果不加入Smith，在同等PID参数的情况下，系统完全发散，如下图：
图5-15 加Smith的水温控制系统仿真曲线图（Kp＝15，Ki＝0.3，Kd＝0）由上图不难看出，Smith对系统的调节作用非常明显。
5.3.2 Smith预估控制系统Simulink仿真
Simulink仿真图图5-16所示：
图5-16 Smith 预估Simulink 仿真
当15=P K ，3.0=I K ，0=D K ，加入Smith 的相应和为加入的响应如图5-17和5-18所示：
图5-17 Smith 预估的Simulink 仿真结果
计算机图形学实验报告
《计算机图形学》实验报告姓名：郭子玉 学号：2012211632 班级：计算机12-2班 实验地点：逸夫楼507 实验时间：15.04.10 15.04.17
实验一 1 实验目的和要求 理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析实验数据的能力； 编程实现DDA 算法、Bresenham 中点算法；对于给定起点和终点的直线，分别调用DDA 算法和Bresenham 中点算法进行批量绘制，并记录两种算法的绘制时间；利用excel 等数据分析软件，将试验结果编制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。 2 实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One （自制平台） 3 实验结果 3.1 程序流程图 （1）DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ，b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束
（2）Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1；D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x 3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; } 中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月 实验一Window图形编程基础 一、实验类型：验证型实验 二、实验目的 1、熟练使用实验主要开发平台VC6.0； 2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的Windows图形应用程序； 3、掌握Window图形编程的基本方法； 4、学会使用基本绘图函数和Window GDI对象； 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序（Win32应用程序也可，同学们可根据自己的喜好决定），程序可以实现以下要求： 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色； 2、用户点击菜单选择绘图形状时，能在视图中绘制指定形状的图形； 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单，该菜单下有四个菜单项：红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项，可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单，该菜单下有三个菜单项：直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单，包括：圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项，弹出对话框，让用户输入绘图位置，在指定位置进行绘图。 五、实验结果： 六、实验主要代码 1、画直线：CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加： m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆： void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy)) 《微机控制技术》课程设计报告 课题：最少拍控制算法研究专业班级：自动化1401 姓名： 学号： 指导老师：朱琳琳 2017年5月21日 目录 1. 实验目的 (3) 2. 控制任务及要求 (3) 3. 控制算法理论分析 (3) 4. 硬件设计 (5) 5. 软件设计 (5) 无纹波 (5) 有纹波 (7) 6. 结果分析 (9) 7. 课程设计体会 (10) 1.实验目的 本次课程设计的目的是让同学们掌握微型计算机控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法、控制算法的设计、硬件设计的方法。学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法；研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成；熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。复习单片机及其他控制器在实际生活中的应用，进一步加深对专业知识的认识和理解，使自己的设计水平、对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 2.控制任务及要求 1.设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍有纹波控制和无纹波控制。 对象特性G （s ）＝ 采用零阶保持器H 0（s ），采样周期T ＝,试设计单位阶跃，单位速度输入时的有限拍调节器。 2.用Protel 、Altium Designer 等软件绘制原理图。 3.分别编写有纹波控制的算法程序和无纹波控制的算法程序。 4.绘制最少拍有纹波、无纹波控制时系统输出响应曲线，并分析。 3.控制算法理论分析 在离散控制系统中，通常把一个采样周期称作一拍。最少拍系统，也称为最小调整时间系统或最快响应系统。它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度，被控量能经过最少采样周期达到设定值，且稳态误差为定值。显然，这样对系统的闭环脉冲传递函数)(z φ提出了较为苛刻的要求，即其极点应位于Z 平面的坐标原点处。 1最少拍控制算法 计算机控制系统的方框图为： 图7-1 最少拍计算机控制原理方框图 根据上述方框图可知，有限拍系统的闭环脉冲传递函数为： ) ()(1)()()()()(z HG z D z HG z D z R z C z +==φ (1) )(1)()(11)()()(1z z HG z D z R z E z e φφ-=+== (2) 由(1) 、(2)解得： 重庆航天职业技术学院 温度采集报警报告 报告题目：数字温度计 系部：电子工程系专业：计算机控制技术 姓名： 学号： 指导老师：汤平 温度采集报警任务书 题目：数字温度计 任务与要求： 1、查阅数字温度计设计相关资料，熟悉数字温度计设计的原 理，查阅A/D转换及传感器相关知识，画出数字温度计原理图，并编写相应 的源程序。 2、使用8052单片机作为处理器，设计数字温度计设计，设定温 度最高值和最低值。数码管进行循环显示，显示实际温度值。 3、实现单路的电压采集和显示，显示3位温度值，最后1位显示“C” 4、并用喇叭报警。 发挥部分：将仿真电路图和程序修改为中断方式实现温度采集和显示。 前言 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生活中的更加广泛的应用，利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发，本文设计了一种基于80C52的温度检测及报警系统。该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统设计和布线简单，结构紧凑，抗干扰能力强，在大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。 目录 1、原理 (1) 2、元器件介绍 (2) 3、元器件清单 (7) 4、参考电路图 (8) 5 电路图详解 (10) 6、元器件的排版与焊接 (11) 7、参考程序编写与导入 (12) 8、成品的调试 (15) 9、总结 (16) 10、参考文献 (17) 目录 实验一直线的DDA算法 一、【实验目的】 1.掌握DDA算法的基本原理。 2.掌握DDA直线扫描转换算法。 3.深入了解直线扫描转换的编程思想。 二、【实验内容】 1.利用DDA的算法原理，编程实现对直线的扫描转换。 2.加强对DDA算法的理解和掌握。 三、【测试数据及其结果】 四、【实验源代码】 #include #include 中国石油大学计算机控制实验报告实验日期：2011.11.30 成绩： 班级：自动化08-4 姓名：陈方光学号：08071402 实验一基于NI6008的数据采集 1.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。 2.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： （1）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. （2）测试NI6008数据通讯卡，确保数据输入输出通道正常。 （3）使用MATLAB和OPC通讯技术进行数据采集: （4）编写程序，实现数据的定时采集和显示。 5.实验结果 1)测试NI6008数据通讯卡 首先将NI6008数据采集卡的AI负端与GND端短接，然后通过usb数据线连接计算机，打开opc端口调试工具，添加NI数据采集卡，添加自己所需的输入、输出端口，通过向输入端强制写入1，观察AO端口显示数据，能较精确的跟踪输入数据，该数据采集完好。 2)使用matlab和opc进行数据采集及其显示 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’, 0.2,‘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 将读取的数据存储并动态显示于图中: function myread(obj,event) global tt k y da grp itmRead Ts itmWrite r=read(itmRead); k=k+1; 《大学计算机基础Ⅰ》课程 实验报告 (以上由学生填写） 西南大学计算机与信息科学学院 计算机基础教育系 2017年１２月8日 实验成绩记载 课程Array实验报告一 一、实验题目:Ｗin７得基本操作、文件管理与控制面板得使用 二、实验目得： 1．掌握“计算机"（资源管理器）得使用。 2．掌握文件与文件夹得基本操作。 3．了解显示属性得相关内容,掌握显示属性得设置。 4．掌握鼠标、键盘得属性设置。 5．掌握应用程序得添加/删除功能。 6．掌握输入法得设置方法. 7．掌握系统属性得设置方法。 8．掌握计算机名或域得查瞧及更改方法。 三、实验主要内容及过程(实验主要内容得介绍、主要得操作步骤） （列出实验主要内容通过截屏显示出操作过程以及实验结果) （一）文件与文件夹得管理 1、双击桌面上“计算机"→选择Ｄ盘→空白处右击选择“新建”重命名 文件夹→改名为“wiｎｄｏws练习”→双击“ｗindows练习"→右击空白处分别新建三个文件夹为“LX1”、“LX2”、“LX3”. 2、双击“C盘”打开→搜索框搜索“*、wmf”单击搜索按钮→选择任 意三个图片文件→右击→选择“复制”→粘贴至“LX1"文件夹中→并对三个文件分别重命名为“图片1、wmf”、“图片2、ｗmf”、“图片3、wmｆ”。 3、打开“ＬＸ1”文件夹→右击图片“1、ｗmf”→剪切→打开“LX2” 文件夹→右击空白处点击“粘贴”→选中剩下得两个文件→复制→打开“ＬX３”文件夹→右击选择“粘贴”→右击“LX2”选择“剪切” →打开“LX1”文件夹→右击选择“粘贴” 4、右击“LX3”文件夹→选择“属性”→选择“常规”属性卡→勾选“隐 藏”→右击“ＬX2"文件夹→选择“常规"属性卡→勾选“已读" 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 《微机实验》报告 实验名称 KeilC的使用与汇编语言上机操作 指导教师刘小英 专业班级中法1201 姓名肖洋学号 U3 联系电话 一、任务要求 1.掌握KeilC环境的使用 1）字节拆分、合并：调试程序，观察相关寄存器和单元的内容。 2）数据块填充：调试程序，观察相关寄存器和单元的内容。 2. 编写两个十六位数的加法程序。 有两个十六位无符号数，分别存放在从20H和30H开始的数据区中，低八位先存，高八 位在后，和存于R3（高八位）和R4（低八位），进位位存于R2。 二、设计思路 1.字节拆分、合并程序：利用汇编语言中的 XCHD 和 SWAP 两个语句来实现将八位二进制 数拆分为两个四位二进制数并分别存储于不同的存储空间的功能，BCD 码与 30H 相或（加 上 30H）得到 ASCII 码。将两个 ASCII 码和 0FH 相与（高四位清零）得到 BCD 码，利 用 SWAP 语句将高位数放至高四位，将高位数和低位数相或可实现字节的合并。 2.数据块填充程序：将 R0 用作计数器，DPTR 用作片外数据指针，A 作为原始数据来源， 依顺序在片外的存储单元内容填充数据。利用循环语句来减少程序长度，并控制填充单 元个数为片外 100H 个。（通过 R0 的进位控制） 3.两个十六位数加法程序：把第一个十六位无符号数的地八位和高八位分别存于 20H 和 21H 中，把第二个十六位无符号数的地八位和高八位分别存于 30H 和 31H 中，对 20H 和 30H 中的两个低八位进行 ADD 加法操作，结果存于 R4 中；然后对 21H 和 31H 中的两 个高八位进行 ADDC 带进位的加法操作，结果存于 R3 中.然后将累加器 A 清零，并和#00H 《大学计算机基础Ⅰ》课程 实验报告手册 \ 实验教师（签字） 西南大学计算机与信息科学学院 计算机基础教育系 年月日 一、实验说明 本课程实验分为一般性实验（验证和简单设计）和综合性实验（课程设计）两部分。从第3周开始参考实验任务书（本报告中的五部分）完成每周规定的实验，并根据进度按要求认真填写本实验报告中的六、七部分，此实验报告将作为实验成绩评定的依据之一。 本课程实验从开课学期第3周开始实习，每周2学时，16周结束，共28学时。除统一安排的时间外，学生还可根据自己的实际适当安排课余时间上机。上机内容参见本报告中的“五、实验任务书”部分。 二、实验目的 通过本实验，让学生掌握计算机的基本操作和基本技能，能够学会知识的运用与积累，能够举一反三，具备一定的独立解决问题的能力和信心，培养学生熟练地使用常用软件的能力及严肃认真的科学作风，为今后的学习和工作打下良好的基础。 三、实验要求 1、每次实验课将考勤，并作为实验成绩的重要依据。 2、每次实验前学生必须充分准备每次的实验内容，以保证每次上机实验的效果。实验过程中必须独立完成。 3、学期结束时，每位同学应将自己的《实验报告》交各专业班长或学习委员，由班长或学习委员以专业为单位、按学号从小到大排列好统一交给实验指导老师，否则无实验成绩。 四、实验报告要求 一共要求填写3个阶段性实验报告、1个综合性实验报告和1份学期总结，与每份实验报告对应产生的电子文档交由实验老师指定的位置，该电子文档也将作为实验成绩评定的依据之一。 五、实验任务书 教材：《大学计算机基础》第五版高等教育出版社 实验参考书：《大学计算机基础实践教程》高等教育出版社 实验一：指法练习、汉字录入 实验目的： 1．掌握鼠标和键盘的使用及正确的操作指法。 2．掌握微型计算机的打开和关闭操作 3．熟悉键盘指法和文字录入 4．了解中英文切换，全半角的切换 实验任务： 1．参见实验参考书中的实验1-1-1中的[任务1]（7页） 2．参见实验参考书中的实验1-1-1中的[任务3]（7页） 实验二：Windows的基本操作和文件管理操作 实验目的： 1．掌握Windows的基本知识和基本操作 2．掌握“Windows资源管理器”和“我的电脑”的使用 实验任务： 1．参见实验参考书中的实验1-2-1中的全部任务（14页） 2．参见实验参考书中的实验1-2-2中的全部任务（18页） 计算机图形学 实验报告 姓名：谢云飞 学号：20112497 班级：计算机科学与技术11-2班实验地点：逸夫楼507 实验时间：2014.03 实验1直线的生成 1实验目的和要求 理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析 实验数据的能力； 编程实现DDA算法、Bresenham中点算法；对于给定起点和终点的 直线，分别调用DDA算法和Bresenham中点算法进行批量绘制，并记 录两种算法的绘制时间；利用excel等数据分析软件，将试验结果编 制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。 2实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One（自制平台）。 本实验提供名为 Experiment_Frame_One的平台，该平台提供基本 绘制、设置、输入功能，学生在此基础上实现DDA算法和Mid_Bresenham 算法，并进行分析。 ?平台界面：如错误！未找到引用源。所示 ?设置：通过view->setting菜单进入，如错误！未找到引 用源。所示 ?输入：通过view->input…菜单进入.如错误！未找到引用 源。所示 ?实现算法： ◆DDA算法：void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) Mid_Bresenham法：void CExperiment_Frame_OneView::Mid_Bresenham(int X0, int Y0, int X1, int Y1) 3实验结果 3.1程序流程图 1）DDA算法流程图：开始 定义两点坐标差dx，dy，以及epsl，计数k=0，描绘点坐标x,y，x增 量xIncre，y增量yIncre ↓ 输入两点坐标x1,y1,x0,y0 ↓ dx=x1-x0,dy=y1-y0; ＿＿＿＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ↓↓ 若|dx|>|dy| 反之 epsl=|dx| epsl=|dy| ↓＿＿＿＿＿＿＿＿...＿＿＿＿＿＿＿＿↓ ↓ xIncre=dx/epsl; yIncre=dy/epsl ↓ 填充(强制整形)(x+0.5,y+0.5); ↓←←←← 横坐标x+xIncre; 纵坐标y+yIncre; ↓↑ 若k<=epsl →→→k++ ↓ 结束 2）Mid_Bresenham算法流程图开始 ↓ 定义整形dx,dy,判断值d,以及UpIncre,DownIncre,填充点x,y ↓ 输入x0,y0,x1,y1 ＿＿＿＿＿＿↓＿＿＿＿＿＿ ↓↓ 若x0>x1 反之 x=x1;x1=x0;x0=x; x=x0; 精品文档 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。 重庆邮电大学 自动化学院 计算机控制实验报告 学院：自动化 学生姓名：魏波 专业：电气工程与自动化班级：0830903 学号：2009212715 最小拍控制系统 一、实验目的 1、掌握最小拍有纹波控制系统的设计方法。 2、掌握最小拍无纹波控制系统的设计方法。 二、实验设备 PC机一台，TD-+ ACC实验系统一套，i386EX系统板一块 三、实验原理及内容 典型的最小拍控制系统如图其中D(Z)为数字调节器，G(Z)为包括零阶保持器在内的广义对象的Z传递函数，Φ(Z)为闭环Z传递函数，C(Z)为输出信号的Z传递函数，R(Z)为输入信号的Z传递函数。R为输入，C为输出，计算机对误差E定时采样按D(Z)计算输出控制量U(Z)。图中K=5。 闭环Z传递函数 1、最小拍有纹波系统设计 2、最小拍无纹波设计 有纹波系统虽然在采样点上的误差为零，但不能保证采样点之间的误差值为零，因此存在有纹波现象。无纹波系统设计只要使U（Z）是1 Z的有限多项式，则可以保证系统输出无纹波。 四、实验线路图 (2)D(Z)算法 采样周期T=1S ，E(Z)为计算机输入，U(Z)为输出，有： D(Z)=) Z (E ) Z (U = 3 322113322110Z P Z P Z P 1Z K Z K Z K K ------++++++ 式中Ki 与Pi 取值范围：-0.9999～0.9999，计算机分别用相邻三个字节存储其BCD 码。最低字节符号，00H 为正，01H 为负。中间字节存前2位小数，最高字节存末2位小数。例有系数0.1234，则内存为： 地址 内容 2F00H 00H 2F01H 12H 2F02H 34H 系数存储安排如表5—1。 表5—1 0101H 010DH 0102H K 0 010EH P 1 0103H 010FH 0104H 0110H 姓名 学号 班级 ******************年级 指导教师 《计算机组成原理》实验报告 实验名称微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验 实验室实验日期 实验七微程序控制单元实验 一、实验目的 ⒈ 掌握时序产生器的组成方式。 ⒉ 熟悉微程序控制器的原理。 ⒊ 掌握微程序编制及微指令格式。 二、实验原理 图 7- 7- 1 图 7-7-4 微地址控制原理图 微程序控制单元实验原理就是人为的给出一条微指令的地址，人为的去打开测试开关，观察机器怎么运行，打个比方就是我要你执行我下的某条命令，我先告诉你命令写在哪页纸上， 你找到纸后，分析命令是什么之后再去执行。 观察机器微程序控制器的组成见图7-1-1 ，微地址的打入操作就是由操作者给出一条微指令 的地址（同上面的例子就是仅仅告诉你我让你跑的这条命令写在哪页纸上，而没有告诉你 命令的具体内容），不需要做测试去判断这是什么指令，所以由图7-7-1 ，其中微命令寄存器 32 位，用三片 8D 触发器 (273) 和一片 4D(175) 触发器组成。它们的清零端由CLR来控制微控制器的清零。它们的触发端CK接 T2，不做测试时 T2 发出时钟信号，将微程序的内容 打入微控制寄存器（含下一条微指令地址）。打入了微指令的地址（即告诉你命令在哪页纸上，此时你需要先找到这页纸并判断命令是叫你做什么，然后执行），进行测试，T4 发出时钟信号，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态，按图 7-7-4 所示，微地址锁存器的置位端R 受 SE5~SE0控制，当测试信号 SE5~SE0输出负脉冲时，通过锁存器置位端R将某一锁存器的输出端强行置“1”，实现微地址的修改与转移，此时的地址指的是指令的操作码的地址（即你已经知道命令是跑，此时做的是跑的行为）。再由数据开关置入微地址的值，再做测试，再跳到指令的操作码的地址准备开始执行 指令，这就是微程序控制单元实验的原理。 《大学计算机基础》实验3.1 文件和文件夹的管理 实验报告 专业班级：经贸1103 姓名——- 学号201118910315 指导教师：———完成时间：2011.10 一、实验题目 文件和文件夹的管理 二、实验目的 1.熟悉Windows XP的文件系统。 2.掌握资源管理器的使用方法。 3.熟练掌握在Windows XP资源管理器下，对文件（夹）的选择、新建、移动、复制、删除、重命名的操作方法。 三、实验内容 1.启动资源管理器并利用资源管理器浏览文件。 2.在D盘创建文件夹 3.在所创建文件夹中创建Word文件。 4.对所创建文件或文件夹执行复制、移动、重命名、删除、恢复、创建快捷方式及设置共享等操作。 四、实验步骤 （一）文件与文件夹管理 1.展开与折叠文件夹。右击开始，打开资源管理器，在左窗格中点击“+”展开，点击“—”折叠 2.改变文件显示方式。打开资源管理器/查看，选择缩略、列表，排列图标等 3.建立树状目录。在D盘空白处右击，选择新建/文件夹，输入经济贸易学院，依次在新建文件夹中建立经济类1103班/王帅、王鹏 4..创建Word并保存。打开开始/程序/word，输入内容。选择文件/另存为，查找D盘/经济贸易学院/1103班/王帅，单击保存 5.复制、移动文件夹 6.重命名、删除、恢复。右击文件夹，选择重命名，输入新名字；选择删除，删除文件 7.创建文件的快捷方式。右击王帅文件夹，选择发送到/桌面快捷方式 8.设置共享文件。右击王帅，选择属性/共享/在网络上共享这个文件/确定 9.显示扩展名。打开资源管理器/工具/文件夹选项/查看/高级设置，撤销隐藏已知文件的扩展名 （二）控制面板的设置。 1.设置显示属性。右击打开显示属性/桌面、屏幕保护程序 2.设置鼠标。打开控制面板/鼠标/按钮（调整滑块，感受速度）、指针 3.设置键盘。打开控制面板/键盘/速度（调整滑块，感受速度）、硬件 4.设置日期和时间打开控制面板/日期和时间 5.设置输入法。打开控制面板/区域与语言选项/详细信息/文字服务与输入语言 南京邮电大学自动化学院 实验报告 课程名称：计算机控制系统 实验名称：计算机控制系统性能分析 所在专业：自动化 学生姓名：王站 班级学号： B11050107 任课教师: 程艳云 2013 /2014 学年第二学期 实验一：计算机控制系统性能分析 一、 实验目的： 1.建立计算机控制系统的数学模型； 2.掌握判别计算机控制系统稳定性的一般方法 3.观察控制系统的时域响应，记录其时域性能指标； 4.掌握计算机控制系统时间响应分析的一般方法； 5.掌握计算机控制系统频率响应曲线的一般绘制方法。 二、 实验内容： 考虑如图1所示的计算机控制系统 图1 计算机控制系统 1. 系统稳定性分析 (1) 首先分析该计算机控制系统的稳定性，讨论令系统稳定的K 的取值范围； 解: G1=tf([1],[1 1 0]); G=c2d(G1,0.01,'zoh');//求系统脉冲传递函数 rlocus(G);//绘制系统根轨迹 Root Locus Real Axis I m a g i n a r y A x i s -7 -6-5-4-3-2-1012 -2.5-2-1.5-1-0.500.51 1.5 22.5 将图片放大得到 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 -0.15 -0.1 -0.05 0.05 0.1 0.15 Root Locus Real Axis I m a g i n a r y A x i s Z 平面的临界放大系数由根轨迹与单位圆的交点求得。 放大图片分析： [k,poles]=rlocfind(G) Select a point in the graphics window selected_point = 0.9905 + 0.1385i k = 193.6417 poles = 0.9902 + 0.1385i 0.9902 - 0.1385i 得到0 Beijing Jiaotong University 计算机控制系统实验 炉温控制实验 学院：电子信息工程学院 姓名： 学号： 指导教师： 时间： 炉温控制实验 一、实验目的 1、了解温度控制系统的特点。 2、研究采样周期T对系统特性的影响。 3、研究大时间常数系统PID控制器的参数的整定方法。 二、实验仪器 1、计算机控制系统实验箱一台 2、PC计算机一台 3、炉温控制实验对象一台 三、基本原理 1、系统结构图示于图1－1。 图1－1 系统结构图 图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds） Gh（s）=（1－e-TS）/s Gp（s）=1/（Ts+1） 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A/D&D/A卡组成，主要完成温度采集、PID运算、产生控制可控硅的触发脉冲，第二部分由传感器信号放大，同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等组成。炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压的可在0～140V内变化。可控硅的导通角为0～5CH。温度传感是通过一只热敏电阻及其放大电路组成的，温度越高其输出电压越小。外部LED灯的亮灭表示可控硅的导通与 闭合的占空比时间，如果炉温温度低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。 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u（t）,则离散的递推算法为: Uk=Kpek+Kiek2+Kd(ek-ek-1) 其中ek2是误差累积和。 四、实验内容： 1、设定炉子的温度在一恒定值。 2、调整P、I、D各参数观察对其有何影响。 五、实验步骤 1、启动计算机，双击桌面“计算机控制实验”快捷方式，运行软件。 2、测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。 3、20芯的扁平电缆连接实验箱和炉温控制对象，检查无误后，接通实验箱和炉温控制的电源。 4、在实验项目的下拉列表中选择实验七[七、炉温控制] 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框，选择PID，在参数设置窗口设置炉温控制对象的给定温度以及Ki、Kp、Kd值，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。测量系统响应时间Ts和超调量。 5、重复步骤4，改变PID参数，观察并记录波形的变化。 六、PID参数整定 1、比例部分整定。 首先将积分系数KI和微分系数KD取零,即取消微分和积分作用,采用纯比例控制。将比例系数KP由小到大变化,观察系统的响应,直至速度快,且有一定范围的超调为止。如果系统静差在规定范围之内,且响应曲线已满足设计要求,那么只需用纯比例调节器即可。 《大学计算机基础》 上机实验报告 班级： 姓名： 学号： 授课教师： 日期：年月日 目录 一、Windows操作系统基本操作 ............................. - 1 - 二、Word文字处理基本操作 ................................ - 4 - 三、Excel电子表格基本操作 ............................... - 6 - 四、PowerPoint幻灯片基本操作 ............................ - 8 - 五、网页设计基本操作..................................... - 9 - 六、Access数据库基本操作 ............................... - 10 - 上机实验作业要求： ○1在实验报告纸上手写并粘贴实验结果； ○2每人将所有作业装订在一起（要包封面）； ○3全部上机实验结束后全班统一上交； ○4作业内容不得重复、输入的数据需要有差别。 实验名称一、Windows操作系统基本操作 实验目的1、掌握Windows的基本操作方法。 2、学会使用“画图”和PrntScr快捷键。 3、学会使用“计算器”和Word基本操作。 实验内容 1、日历标注 利用“画图”和Word软件，截取计算机上日历的图片并用文字、颜色、图框等标注出近期的节假日及其名称，并将结果显示保存在下面（参考下面样图）。 运行结果是： 主要操作步骤是： 2、科学计算 利用“计算器”和Word软件，计算下列题目，并将结果截图保存在下面（参考样图）。 ○1使用科学型计算器，求8!、sin(8)、90、74、20、67、39、400、50.23、ln(785)的平均值、和值，并用科学计数法显示。 运行结果是： ②将以下十、八、十六进制数转换为二进制数：(894.8125)10、(37.5)8、(2C.4B)16 运行结果是：（需要下载使用“唯美计算器”） ○3计算下列二进制数的加法与乘法：101.1+11.11；1101*1011 运行结果是：（参考样图） 写出主要操作步骤： 3、实验心得体会 计算机图形学 实验报告 学号：20072115 姓名： 班级：计算机 2班 指导老师：何太军 2010.6.19 实验一、Windows 图形程序设计基础 1、实验目的 1）学习理解Win32 应用程序设计的基本知识（SDK 编程）； 2）掌握Win32 应用程序的基本结构（消息循环与消息处理等）； 3）学习使用VC++编写Win32 Application 的方法。 4）学习MFC 类库的概念与结构； 5）学习使用VC++编写Win32 应用的方法（单文档、多文档、对话框）； 6）学习使用MFC 的图形编程。 2、实验内容 1）使用WindowsAPI 编写一个简单的Win32 程序，调用绘图API 函数绘制若干图形。（可选任务） 2 ）使用MFC AppWizard 建立一个SDI 程序，窗口内显示"Hello,This is my first SDI Application"。（必选任务） 3）利用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序，在文档视口内绘制基本图形（直线、圆、椭圆、矩形、多边形、曲线、圆弧、椭圆弧、填充、文字等），练习图形属性的编程（修改线型、线宽、颜色、填充样式、文字样式等）。定义图形数据结构Point\Line\Circle 等保存一些简单图形数据（在文档类中），并在视图类OnDraw 中绘制。 3、实验过程 1）使用MFC AppWizard(exe)建立一个SDI 程序,选择单文档； 2）在View类的OnDraw（）函数中添加图形绘制代码，说出字符串“Hello,This is my first SDI Application”，另外实现各种颜色、各种边框的线、圆、方形、多边形以及圆弧的绘制； 3）在类视图中添加图形数据point_pp,pp_circle的类，保存简单图形数据，通过在OnDraw（）函数中调用，实现线、圆的绘制。 4、实验结果 正确地在指定位置显示了"Hello,This is my first SDI Application"字符串，成功绘制了圆，椭圆，方形，多边形以及曲线圆弧、椭圆弧，同时按指定属性改绘了圆、方形和直线。成功地完成了实验。 结果截图： 5、实验体会 通过实验一，了解了如用使用基本的SDI编程函数绘制简单的图 实验一：《过程接口板设计》上机报告 一、设计内容 设计一个32路的数据采集系统 二、设计要求 1、输入信号为正负5V ；用查询法读取A/D 的转换数； 2、用Protel 软件画出该数据采集板的原理线路图。 三、设计过程 1、设计原理 系统总框图如图所示： 系统原理框图 根据系统原理框图得到设计的主要组成如下： （1）多路数据输入单元。 （2）采样保持电路的A/D 转换单元。 （3）硬件和单片机的连接电路。 （4）单片机输出的数据锁存和D/A 转换单元。 其中设计包括： ① 模拟多路开关电路 ② 运算放大电路 ③ 采样保持电路 ④ 模数转换电路 ⑤ 硬件和单片机的连接电路 ⑥ 数模转换电路 ⑦ 转换开关保护电路 2、设计步骤 32路数据采集系统的硬件部分：分为多路数据输入部分、采样保持部分、A/D 转换部分、硬件和单片机的连接电路部分、D/A 转换部分。 1）多路开关的选择 多路转换开关在模拟输入通道中的作用是实现多选一操作，即利用多路转换开关将多路输入中的一路接至后续电路中。切换过程可在CPU 或数字电路的控制下完成。 常用的模拟开关大都采用CMOS 工艺，如8选1开关CD4051、双4选1开关CD4052、三3选1开关CD4053等。 本实验要实现32路数据采集，则选择4片8选1的模拟开关CD4051。 CD4051由电平转换电路、译码驱动电路和CMOS 模拟开关电路三部分组成。开关部分的供电电压为V EE （低端）和V DD （高端），因此需要的控制电压为 V EE ～V DD ，电平转换电路 将输入的逻辑控制电压（A、B、C、INH端）从V SS ～V DD 转换到V EE ～V DD 以满足开关控制的 需要。 2）前置放大电路 传感器检测出的信号一般是微弱的，不能直接用于显示、记录、控制或进行A/D转换。因此，在进行非电量到电量转换之后，需要将信号放大。由于前置放大器要求输入阻抗高，漂移低、共模抑制比大，所以选用高阻抗、低漂移的运算放大器AD521作为前置放大器。 AD521的外部接线图 3）采样/保持电路 当输入信号为缓慢变化的信号时，在A/D转换期间的变化量小于A/D转换器的误差，且不是多通道同步采样时，则可以不用采样/保持电路。当控制信号U C 为采样电平时，开 关S 导通，模拟信号通过开关S向保持电容C H 充电，这时输出电压U o 跟踪输入电压U I 的变化。 当控制信号U C 为保持电平时，开关S断开，此时输出电压U o 保持模拟开关S断开时 的瞬时值。为使保持阶段C H 上的电荷不被负载放掉，在保持电容C H 与负载之间需加一个 高输入阻抗缓冲放大器A。 采样/保持器原理图 采样/保持器的选择，是以速度和精度作为最主要的因素。因为影响采样/保持器的 误差源比较多，所以关键在于误差的分析。AD582它由一个高性能的运算放大器、低漏电阻的模拟开关和一个由结型场效应管集成的放大器组成。它采用14脚双列直插式封装，其管脚及结构示意图所示，其中脚1是同相输入端，脚9是反相输入端，保持电容C H 在脚6和脚8之间，脚10和脚5是正负电源；脚11和脚12是逻辑控制端；脚3和脚4接 直流调零电位器；脚2，7，13，14为空脚(N C )。 AD582管脚图 由于AD582的以上特征，所以选择AD582采样保持器。 下图为AD582的连接图。 4）模/数转换电路 A/D转换器是数据采集系统的关键器件，选择A/D转换器时，要根据系统采集对象的计算机图形学实验报告 (2)
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