文档介绍：一、实验目的
控制算法的原理;
控制算法的原理;
调节器控制系统的实验和调节器参数的整定方法。
二、实验设备
-1 型计算机控制技术实验箱
-1 型USB 数据采集卡一块(含37 芯通信线、USB 电缆线各1 根)
机1 台(含上位机软件“THTJ-1”)
三、实验内容
,设计并构成一个用于混合仿真实验的计算机闭环实时控制系统;
和PID 调节器,构成计算机闭环系统,并对调节器的参数进行整定, 使之具有满意的动态性能;
控制,并整定调节器的参数。
四、实验原理
在工业过程控制中,应用最广泛的控制器是 PID 控制器,它是按偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)组合而成的控制规律。而数字PID 控制器则是由模拟PID 控制规律直接变换所得。
在 PID 控制规律中,引入积分的目的是为了消除静差,提高控制精度,但系统中引入了积分,往往使之产生过大的超调量,这对某些生产过程是不允许的。因此在工业生产中常用改进的PID 算法,如积分分离PID 算法,其思想是当被控量与设定值偏差较大时取消积分控制;当控制量接近给定值时才将积分作用投入,以消除静差,提高控制精度。这样,既保持了积分的作用,又减小了超调量。
五、实验步骤
1、实验接线
按图4-1 和图4-2 连接一个二阶被控对象闭环控制系统的电路;
该电路的输出与数据采集卡的输入端AD1 相连,电路的输入与数据采集卡的输出端DA1 相连;
待检查电路接线无误后,打开实验平台的电源总开关,并将锁零单元的锁零按钮处于“不锁零”状态。
2、脚本程序运行
启动计算机,在桌面双击图标THTJ-1,运行实验软件;
顺序点击虚拟示波器界面上的“开始采集”按钮和工具栏上的脚本编程器按钮;
在脚本编辑器窗口的文件菜单下点击“打开”按钮,并在“计算机控制算法VBS\ 计算机控制技术基础算法\数字PID 调器算法”文件夹下选中“位置式PID”脚本程序并打开,阅读、理解该程序,然后点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“步长设置”,将脚本算法的运行步长设为100ms;
点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“启动”;用虚拟示波器观察图4-2 输出端的响应曲线;
点击脚本编辑器的调试菜单下“停止”,利用扩充响应曲线法(参考本实验附录4)整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数,然后再运行。在整定过程中注意观察参数的变化对系统动态性能的影响;
、,用同样的方法分别运行增量式PID和积分分离PID脚本程序,并整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数,然后观察参数的变化对系统动态性能的影响。另外在积分分离PID程序运行过程中,注意不同的分离阈值tem对系统动态性能的影响;
实验结束后,关闭脚本编辑器窗口,退出实验软件。
五、实验原理
图中信号的离散化通过数据采集卡的采样开关来实现。
被控对象的传递函数为: