北航计算机控制系统实验报告.

计算机控制系统

实 验 报 告

实验一 模拟式小功率随动系统的实验调试

实验二 A/D、D/A接口的使用和数据采集

实验三 中断及采样周期的调试

实验四 计算机控制系统的实验调试

姓名： 陈启航

学号：

同组人： 吴振环 陈秋鹏 李恺

指导教师： 袁少强

日期： 2016年6月16日

实验一 二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试

一、实验目的

1. 熟悉反馈控制系统的结构和工作原理，进一步了解位置随动系统的特点。

2. 掌握判别闭环系统的反馈极性的方法。

3. 了解开环放大倍数对稳定性的影响及对系统动态特性的影响，对静态误差的影响。

二、实验内容

1. 连接元件构成位置随动系统；

2. 利用计算机内的采样及显示程序,显示并分析输出的响应结果；

3. 反复调试达到设计要求。

三、实验设备

XSJ-3 小功率直流随动系统学习机一台、DH1718 双路直流稳压电源一台、4 1/2 数字多用表一台

四、实验原理

模拟式小功率随动系统如下图所示：

1. 实验前需进行零位调整，反馈极性判断，反馈极性判断又包括速度反馈极性判断和位置反馈极性判断，须使反馈为负反馈。

2. 动态闭环实验系统调试。按下面电路图连线，通过改变变阻器 大小来改变闭环系统放大倍数，通过一路A/D把输出相应采入计算机进行绘图，同时测量输入电压和反馈电位计输入电压，算出稳态误差。

五、实验结果

滑阻阻值(千欧)7.118.324.138.3比例系数11.52.753.7给定角度(度)3060120输出角度(度)3866129静差角度(度)314静态误差(mv)-146.7-6.2-193.5过度过程曲线见下图K=1时的过渡过程曲线

K=1.5时的过渡过程曲线

K=2.75时的过渡过程曲线

K=3.7时的过渡过程曲线

六、思考题及实验感想

1 如果速度反馈极性不对应如何处理？如果位置反馈极性不对应如何处理？

答：首先判断测速机反馈极性。在一级运放处加一电压，记住电机转向，然后断开输入，用手旋转电机按同一转向转动，测量测速机输出电压，如与前电机所加电压极性相同，则可将该信号接入运放二的负端；否则应把测速机输出极性倒置，即把另一信号接入运放二的负相端。

其次判断位置反馈极性。将回路接成开环状态，给电机加入一正电压，可使其转动，然后使电机回零，顺着电机刚才转动的方向转一小角度(不可转到非线性区)，同时用数字电压表测电位计电刷的输出电压，倘若其值为负，则表明此时是负反馈，否则，需把电位计两端±10V接线头对调，以保证闭环系统是负反馈。

2. 系统是几阶无静差系统？产生静差的原因。

答：系统是二阶无静差系统。产生静差的原因有以下几点：第一，系统的非线性特性，由于电机有死区，故当误差太小时，系统输出给电机的电压也比较小，未达到电机的启动电压，导致电机不能转动，造成误差。第二，电位计的测量有误差，A/D采样也会造成误差。

3. 说出开环放大系数与静差及稳定性的关系。

答：增大开环放大倍数有助于减小静差和增加系统的快速性，如过渡过程曲线1和2对比所示。但是开环放大倍数过大会导致超调增加和系统振荡，甚至不稳定，如过渡过程曲线3和4所示。

感想：通过这次实验，深刻了解了对于速度反馈类型的调试，对静态误差的分析以及产生误差的原因等，并且对开环放大系数对系统的影响也在实验过程中得到验证。对今后学习将有极大作用。

实验二 A/D、D/A接口的使用和数据采集

一、实验目的

1. 了解A/D接口的基本原理,硬件结构及编程方法等

2. 掌握机器内部的数据转换和储存方式

3. 学会定时器的原理及使用方法

4. 测量A/D的输入/输出特性,分析误差产生原因

5. 了解D/A接口基本原理，芯片结构；

6. D/A与CPU的连接，地址设置及编程方法等

二、实验内容

1. 编制并调试带定时器的A/D程序

2. 编制并调试带定时器的D/A程序

3. 对编写程序进行测试

4. 分析误差产生原因

三、实验设备

IBM PC 系列微机一台(586)、HD1219 12位A/D D/A接口板一块、DH1718 双路直流稳压电源一台、4 1/2 数字多用表一台

四、实验步骤

1. 编制A/D采样程序，对不同电压进行采样测量，并转换码制。将所测的结果与真实结果进行对比。

2.