北京科技大學(xué)-計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告-資料下載頁(yè)
2025-08-03 01:25本頁(yè)面
【正文】 樣周期T和KP、TI、TD。－1控制度TKPTITD2) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)－2是一個(gè)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路原理及接線圖，圖中畫“○”的線需用戶在實(shí)驗(yàn)中自行接好，對(duì)象需用戶在運(yùn)放單元搭接。－3是一樣的，實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)取值范圍規(guī)定為：參數(shù)名稱TKPTITD取值范圍1～FFH0～FFFFH1～7FFFH0～7FFFH實(shí)際量綱10～2550ms0～1倍10ms～0ms～－2上圖中，控制計(jì)算機(jī)的“OUT1”表示386EX內(nèi)部1＃定時(shí)器的輸出端，定時(shí)器輸出的方波周期＝定時(shí)器時(shí)常，“IRQ7”表示386EX 內(nèi)部主片8259的7號(hào)中斷，用作采樣中斷，“DIN0”表示386EX的I/，在這里作為輸入管腳用來(lái)檢測(cè)信號(hào)是否同步。本實(shí)驗(yàn)中，將針對(duì)該閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用臨界比例度法來(lái)整定PID參數(shù)。2．?dāng)U充響應(yīng)曲線法1) 實(shí)驗(yàn)原理 擴(kuò)充響應(yīng)曲線法是模擬調(diào)節(jié)器的響應(yīng)曲線法的一種擴(kuò)充，也是一種常用的工程整定方法。其參數(shù)整定步驟如下：(1) 使數(shù)字調(diào)節(jié)器不接入系統(tǒng)，讓系統(tǒng)處于手動(dòng)操作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定在某一值處后，給對(duì)象一個(gè)階躍輸入。(2) 用儀表記錄下被調(diào)量在階躍輸入下的整個(gè)響應(yīng)曲線，－3。－3圖中“”表示對(duì)象的時(shí)間常數(shù)；“”表示對(duì)象的純滯后時(shí)常(4) 根據(jù)所得的、－2計(jì)算出采樣周期T和KP、TI、TD－2 控制度TKPTITD2) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)同樣，－4也是一個(gè)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路原理及接線圖，圖中畫“○”的線需用戶在實(shí)驗(yàn)中自行接好，對(duì)象需用戶在運(yùn)放單元搭接。－3是一樣的。本實(shí)驗(yàn)中，將針對(duì)該閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法來(lái)整定PID參數(shù)。－4中，控制計(jì)算機(jī)的“OUT1”表示386EX內(nèi)部1＃定時(shí)器的輸出端，定時(shí)器輸出的方波周期＝定時(shí)器時(shí)常，“IRQ7”表示386EX 內(nèi)部主片8259的7號(hào)中斷，用作采樣中斷，“DIN0”表示386EX的I/，在這里作為輸入管腳用來(lái)檢測(cè)信號(hào)是否同步。實(shí)驗(yàn)中，參考程序中的參數(shù)取值范圍規(guī)定為：參數(shù)名稱TKPTITD取值范圍1～7FH0～800H1～1FFH0～1FFH實(shí)際量綱10～1270ms0～8倍10ms～5110s0ms～5110ms－4四、實(shí)驗(yàn)步驟1．?dāng)U充臨界比例度法(1) 編寫程序，檢查無(wú)誤后編譯、鏈接并裝載程序。實(shí)驗(yàn)程序請(qǐng)參照隨機(jī)軟件中的example目錄中的ACC3―4―。(2) －2接線，調(diào)節(jié)信號(hào)源使其輸出幅值為3V，周期6S的方波。(3) 由于模擬對(duì)象的慣性時(shí)常約為250ms，取采樣周期T=10ms。(4) 裝載程序，將全局變量TK (采樣周期)、EI (積分分離值)、KP (比例系數(shù))、TI (積分系數(shù))和TD (微分系數(shù))加入變量監(jiān)視，以便實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察和修改。(5) 運(yùn)行程序且只用比例控制 (EI = 0，TD = 0)，KP由小變大，使系統(tǒng)等幅振蕩，記下此時(shí)的臨界比例系數(shù)KPU和臨界振蕩周期TU。(6) －1，計(jì)算出采樣周期T和KP、TI、TD。(7) 將參數(shù)重新寫入PID控制程序，運(yùn)行程序并用示波器觀測(cè)輸入和輸出，如果控制效果不太滿意，可適當(dāng)結(jié)合湊試法調(diào)整參數(shù)，直到滿意為止。TK DB 05H 。采樣周期EI DB 00H 。積分分離值KP DWFDDDH 。比例系數(shù)TI DW 0020H 。積分系數(shù)TD DW 0000H 。微分系數(shù)整定的最終結(jié)果TK DB 01H 。采樣周期EI DB 20H 。積分分離值KP DW4500H 。比例系數(shù)TI DW 0020H 。積分系數(shù)TD DW 0005H 。微分系數(shù)2．?dāng)U充響應(yīng)曲線法(1) －5接線，調(diào)節(jié)器先不接入系統(tǒng)中。圖中畫“○”的線需用戶在實(shí)驗(yàn)中自行接好，對(duì)象需用戶在運(yùn)放單元搭接。－5(2) 調(diào)節(jié)信號(hào)源使其“OUT”輸出幅值為2V，周期12S的方波。(3) 用示波器測(cè)量系統(tǒng)輸出“C”，并記錄下波形。在響應(yīng)曲線最大斜率處作切線，用游標(biāo)測(cè)量，作圖求得滯后時(shí)間和對(duì)象時(shí)常。計(jì)算出/，－2，、TI、TD以及采樣周期T的初始值。(4) －4接線，將數(shù)字調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，將以上得到的參數(shù)KP、TI、TD和T重新寫入程序中，然后編譯、鏈接。實(shí)驗(yàn)程序請(qǐng)參照隨機(jī)軟件中的example目錄中的ACC3―4―。(5) 裝載程序，將全局變量TK (采樣周期)、EI (積分分離值)、KP (比例系數(shù))、TI (積分系數(shù))和TD (微分系數(shù))加入變量監(jiān)視，以便實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察和修改。(6) 運(yùn)行程序，用示波器測(cè)量系統(tǒng)輸出“C”，觀察數(shù)字調(diào)節(jié)器在這組參數(shù)下的控制效果，若不理想，可適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，直到控制效果滿意為止。滯后時(shí)間 312ms和對(duì)象時(shí)常 687msTK 。采樣周期EI DB 20H 。積分分離值KP 。比例系數(shù)TI 468ms 。積分系數(shù)TD 255ms 。微分系數(shù)整定的最終結(jié)果TK DB 0AH 。采樣周期EI DB 20H 。積分分離值KP DW0250H 。比例系數(shù)TI DW 0100H 。積分系數(shù)TD DW 0100H 。微分系數(shù)五、實(shí)驗(yàn)思考題 如何利用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法實(shí)現(xiàn)P、I、D參數(shù)？答：首先不接入數(shù)字調(diào)節(jié)器，讓系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定在一個(gè)點(diǎn)之后，給對(duì)象一個(gè)階躍輸入，得到響應(yīng)曲線，通過(guò)該曲線得到對(duì)象的時(shí)間常數(shù)和對(duì)象的純滯后時(shí)間，通過(guò)查表得到PID的三個(gè)參數(shù)4980X86計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告50
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