华北电力大学计算机控制课设,华北电力大学过程计算机控制课设DDC串级回路PID闭环...

华北电力大学过程计算机控制课设DDC串级回路PID闭环

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&＃xfeff;实用文档课程设计报告名称&＃xff1a;过程计算机控制题目&＃xff1a; DDC串级回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真院系&＃xff1a;控计班级&＃xff1a; 学号&＃xff1a; 学生姓名&＃xff1a; 同组人&＃xff1a; 指导教师&＃xff1a;李明扬设计周数&＃xff1a;一周一、设计目的1. 学习并了解用高级语言(C语言)实现数字PID控制算法模块程序的方法&＃xff1b;2. 比较验证理想微分PID和实际微分PID控制算法阶跃响应&＃xff0c;加深对上述两种算法各自特点的认识&＃xff1b;3. 学习了解用模拟计算机使用方法&＃xff1b;4. 学习掌握A/D、D/A转换接口板的使用方法&＃xff1b;5. 了解一种微机中断定时的方法&＃xff1b;6. 学习掌握通过A/D、D/A转换用计算机获取被控对象动态特性的方法&＃xff1b;7&＃xff0e; 通过实时仿真实验掌握DDC单回路控制程序编制及调试方法。二、实验仪器(1)微型计算机一台&＃xff0c;系统软件Windows 98或DOS (不能使用无直接I/O能力的NT或XP系统), 内装Turbo C 2.0/3.0集成开发环境软件&＃xff1b;(2)模拟计算机一台(XMN-1型)&＃xff1b;(3)通用数据采集控制板一块(PCL-812PG型)。三、PID的离散化理想微分PID算法的传递函数形式为&＃xff1a;采用向后差分法对上式进行离散&＃xff0c;得出其差分方程形式为&＃xff1a;u[k]&＃61;u[k-1]&＃43;q0*e[2]&＃43;q1*e[1]&＃43;q2*e[0];其中各项系数为&＃xff1a;q0&＃61;kp*(1&＃43;T/Ti&＃43;Td/T); q1&＃61;-kp*(1&＃43;2*Td/T); q2&＃61;kp*Td/T;实际微分PID算法的传递函数形式为&＃xff1a;采用向后差分法对上式进行离散化&＃xff0c;写成差分方程的形式为&＃xff1a; u[k]&＃61;c0*(Δu[k-1])&＃43;c1*e[k]&＃43;c2*e[k-1]&＃43;c3*e[k-2]&＃43;u[k-1];其中各项系数为&＃xff1a;c0&＃61;Tf/(T&＃43;Tf);c1&＃61;kp*T/(T&＃43;Tf)*(1&＃43;T/Ti&＃43;Td/T); c2&＃61;-kp*T/(T&＃43;Tf)*(1&＃43;2*Td/T); c3&＃61;kp*Td/(T&＃43;Tf);四、硬件二阶惯性环节搭建利用模拟计算机中的电容电阻及运算放大器&＃xff0c;搭接二阶惯性环节&＃xff0c;仿真一个被控对象。其传递函数为&＃xff0c;硬件电路如下&＃xff1a;图中各元件参数如下&＃xff1a;R3&＃61;R2&＃61;510K&＃xff1b;R1&＃61;R4&＃61;R5&＃61;R6&＃61;R7&＃61;1M &＃xff1b;C1&＃61;C2&＃61;C&＃61;4.7uF&＃xff1b;则可得&＃xff1a;K&＃61;(R5/R1)*(R6/R4)&＃61;1 T1&＃61;T2&＃61;R5*C1&＃61;R6*C2&＃61;1000000*0.0000047&＃61;4.7s所以G(s)&＃61;1/(4.7s&＃43;1)*(4.7s&＃43;1)搭建好硬件电路后&＃xff0c;将PLCD-780插入IPC机箱插槽&＃xff0c;用导线将PLCD-780中的A/D、D/A、电源的接线端子与所搭二阶惯性环节的输出、输入端口及机箱上的电源连接&＃xff0c;组成一个完整的PID闭环控制系统&＃xff0c;为通信做好准备。五、实验结果(1)理想和实际PID阶跃响应曲线(2)被控对象(实物搭建二阶惯性环节)阶跃响应曲线上图通过D/A输出一个1伏左右的信号输入模拟的被控对象(惯性环节)&＃xff0c;A/D采集对象的输入信号及其响应&＃xff0c;再使D/A输出一个幅度为2伏左右的阶跃信号&＃xff0c;同时采集输入输出信号。然后&＃xff0c;D/A再反向在输出一个幅度为2伏左右负的阶跃信号&＃xff0c;同时采集输入输出信号&＃xff0c;得出仿真对象飞升特性曲线。程序中&＃xff0c;通过按键实现模拟对象输入信号的加减。当按下H按键时&＃xff0c;且按下U键时&＃xff0c;D/A输出一个1伏阶跃-省略部分-ng position*/    line(ox,oy-100*i,ox&＃43;500,oy-100*i);  outtextxy(ox-16,oy-100*0,"0");  outtextxy(ox-16,oy-100*1,"1");  outtextxy(ox-16,oy-100*2,"2");  outtextxy(ox-16,oy-100*3,"3");  for(i&＃61;1;i<&＃61;500/50;i&＃43;&＃43;)   /*scale*/  {   line(ox&＃43;50*i,oy,ox&＃43;50*i,oy-400);   /*1/T&＃61;10,that is 10px&＃61;1sec*/   line(ox&＃43;50*i-25,oy,ox&＃43;50*i-25,oy-10);  }  setlinestyle(0,0,1);  /*real line,none,width*/ outtextxy(ox-4&＃43;50,oy&＃43;2,"5");outtextxy(ox-8&＃43;100,oy&＃43;2,"10");  outtextxy(ox-8&＃43;150,oy&＃43;2,"15");  outtextxy(ox-8&＃43;200,oy&＃43;2,"20");  outtextxy(ox-8&＃43;250,oy&＃43;2,"25");  outtextxy(ox-8&＃43;300,oy&＃43;2,"30");  outtextxy(ox-8&＃43;350,oy&＃43;2,"35");  outtextxy(ox-8&＃43;400,oy&＃43;2,"40");  outtextxy(ox-8&＃43;450,oy&＃43;2,"45");  outtextxy(ox-8&＃43;500,oy&＃43;2,"50"); } /*line-drawing and notes*/ void Drawline(int cj1,float pv1,float sp1,float u1,float e1)  /*画线*/ {  static int cj_0&＃61;0,cj_1&＃61;0,pv_0&＃61;0.0,pv_1&＃61;0.0,sp_0&＃61;0.0,sp_1&＃61;0.0,u_0&＃61;0.0,u_1&＃61;0.0,e_0&＃61;0.0,e_1&＃61;0.0;  cj_1&＃61;cj1;   /*X coordinate*/  pv_1&＃61;(int)(pv1*10);  sp_1&＃61;(int)(sp1*10);  u_1&＃61;(int)(u1*10);  e_1&＃61;(int)(e1*10);  setcolor(2); /*green*/  line(ox&＃43;cj_0,oy-pv_0,ox&＃43;cj_1,oy-pv_1);  outtextxy(590,30,"pv");  setcolor(8); /*dark gray*/  line(ox&＃43;cj_0,oy-sp_0,ox&＃43;cj_1,oy-sp_1);  outtextxy(590,45,"sp");  setcolor(3); /*cyan*/  line(ox&＃43;cj_0,oy-u_0,ox&＃43;cj_1,oy-u_1);  outtextxy(590,60,"u");  setcolor(4); /*red*/  line(ox&＃43;cj_0,oy-e_0,ox&＃43;cj_1,oy-e_1);  outtextxy(590,75,"error"); cj_0&＃61;cj_1;  pv_0&＃61;pv_1;  sp_0&＃61;sp_1;  u_0&＃61;u_1;  e_0&＃61;e_1; }文案大全 关 键 词&＃xff1a; 控制 计算机 ddc 过程 大学 回路 电力 pid 闭环 华北

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