计算机控制实验指导书(LABVIEW)2016.1.22.

计算机控制技术实验指导书 e(k)?r(k)?y(k)?x1(k)?e(k),x2(k)?e(k)?e(k?1),x3(k)?e(k)?2e(k?1)?e(k?2)??(11-6)

3?u(k)?f[K??i(k)xi(k)],u(k)?u(k?1)??u(k)i?1?xi(k?1)??i(k)??ie(k)??u2(k)(k)?Kxi(k)??1)??(k?1)i(k?3i?i(k?1)i?1在推导过程中做了一定的近似化处理。

4．补充说明

本单神经元自适应算法的稳定条件是：

0???2(AAT)?1

?eT其中A???(k)?e(k)?e(k)???(k)???????e(k)???1(k)??2(k)?????

3(k)该单神经元控制器实际上就是一类在线自适应PID控制，从

3?u(k)?f[K??I(k)xi(k)]i?1

?K[?1(k)x1(k)??2(k)x2(k)??3(k)x3(k)]即

?u(k)?K{?1(k)e(k)??2(k)[e(k)?e(k?1)]??

3(k)[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}比较可得到PID地参数分别为：

K?T1(k)?KpT ???积分系数 iK?2(k)?Kp ???比例系数

K?Td3(k)?KpT ???微分系数 37

??????????? 计算机控制技术实验指导书 计算机控制对象部分

实验一 ACT-DT1A/ACT-DTA直流电机转速控制实验

一．实验目的：

1．在自动控制理论实验基础上，控制实际的模拟对象，加深对理论的理解； 2．掌握闭环控制系统的PID参数调节对系统动态性能的影响。

二．实验设备：

1． 自动控制理论及计算机控制技术实验装置； 2． 数字式万用表。

3． ACT-DT1A直流电机转速控制模型或者ACT-DTA直流电机转速控制模型

三．实验原理：

图1.1为直流电机调速系统的结构框图，虚线框内部分由上位机和数据处理系统来实现。通过数字PID控制器来控制直流电机在给定一定的情况下，电机的转速按给定的转速稳定运转。

给定Ug由I自动控制理论及计算机控制技术的实验面板上的U3单元中的O1提供，电压变化范围为1V～10V。

经PID运算后的控制量作为驱动单元输入信号，经过功率放大后驱动电机运转。

转速测量电路单元将转速转换成电压信号，作为反馈信号，构成闭环系统。它由转盘、光电转换和频率/电压（F/V）转换电路组成。由于转速测量的转盘为60齿，电机旋转一周，光电变换后输出60个脉冲信号，对于转速为n的电机来说，输出的脉冲频率为60n/min，我们用这个信号接入以秒作为计数单位的频率计时，频率计的读数即为电机的转速，所以转速测量输出的电压即为频率/电压转换电路的输出，这里的F/V转换率约为150Hz/V。

四．实验内容及步骤：

实验的接线图如图1.2所示，计算机控制闭环系统除了实际物理模型外，其它的控制部分由上位机的软件和数据处理器来实现。

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计算机控制技术实验指导书 电机转速控制实物模型控制输入UINU3数据采集系统+转速输出UOUT--O1地I1 图1.2

+（1）将数据采集系统U3单元的O1接到电机转速控制模型的控制输入端UIN的（＋）端； （2）将数据采集系统U3单元的I1接到电机转速控制模型的转速输出端UOUT的（-）端； （3）控制输入端UIN的 “-”端与转速输出UOUT的“-”端以及U3单元的地相连。

3．连接好上述线路，全面检查线路后，先合上实验面板上的电源开关以及电机模型面板上的电

源开关，然后打开计控程序文件夹的，运行程序如下图1.3显示：

图1.3

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计算机控制技术实验指导书 4．双击软件界面的运行按钮，先按默认PID参数设置，同时观测电机输出波形的变化情况。

改变KP 系数，记录P参数对系统性能的影响。 改变Ti系数，记录I参数对系统性能的影响。

5．在不同的PID参数下改变给定信号，观察系统动态特性的波形并记录分析。

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