自动配料系统模拟实验
PLC，即可编程序控制器，是一种数字式运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。PLC具有通信联网功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。组态软件由于计算机的普及和其本身价值（实时多任务、开放性、灵活性、通用性和可靠性）被认知，也在快速发展中。
本文基于PLC和组态软件设计自动配料系统。利用S7-200系列PLC对自动配料系统进行控制，运用与之相配的STEP7编程，通过LAD 编程语言编制了上位机的控制程序,从而使该配料系统可以按要求完成自动配料，装料全过程。重点描述了包括硬件设计、编程环境及软件设计在内的西门子PLC在配料装料系统中的一些细节，以及PLC与上位机之间的通讯。主要设计了小车装料的全过程，进行PLC外部连接线，模拟实验，通过观察指示灯的亮灭情况，对装料配料系统进一步理解。
关键词：可编程序控制器；配料装料；通信；组态软件
1 概述 (1)
1.1 PLC的定义 (1)
1.2 PLC的分类 (1)
1.3 PLC的主要功能 (1)
1.4 PLC的特点 (2)
1.5 PLC的工作原理 (2)
2 自动配料系统模拟实验——硬件设计 (4)
2.1 控制要求 (4)
2.2 PLC的选择 (4)
2.3系统设计流程示意图 (7)
2.4 输入输出列表 (8)
2.5 自动配料系统实验模板 (8)
2.6 I/O接线图 (9)
3 自动配料系统模拟实验——软件设计 (9)
3.1设计梯形图 (9)
3.2语句表设计 (13)
4 传送系统调试 (17)
5 结束语 (19)
参考文献 (20)
1 概述
1.1 PLC的定义
PLC为Programmable Logic Controller的英文缩写，即可编程序控制器。可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
1.2 PLC的分类
一、按PLC控制规模可分为小型机、中型机、大型机。
二、按PLC的结构形式可分为整体式、模块式和叠装式三类。
1.3 PLC的主要功能
（1）开关量逻辑控制
（2）模拟量控制
（3）闭环过程控制
（4）定时控制
（5）计数控制
（6）顺序（步进）控制
（7）数据处理
（8）通信和联网
1.4 PLC的特点
（1）可靠性高、抗干扰能力强
（2）通用性强、灵活性好、功能齐全
（3）编程简单、使用方便
（4）模块化结构
（5）安装简便、调试方便
（6）网络通信
PLC提供标准通信接口，可以方便地进行网络通信。
（7）其他
PLC体积小、能耗低，便于机电一体化。
1.5 PLC的工作原理
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一)输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两
个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
(二)用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O 指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
(三)输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新
所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
2 自动配料系统模拟实验——硬件设计
2.1 控制要求
系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。
2.2 PLC的选择
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：(一)合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统
工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。
(二) 安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC 联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。
(三)相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、
高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
(四)响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
(五)系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
(六)机型尽量统一
一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
１)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。
２)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
３)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
2.3系统设计流程示意图
装车过程
图2.1 系统设计流程图
2.4 输入输出列表
输入输出列表
面板SB1 SB2 S1 SQ1 SQ2 D1 D2 D3 PLC I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Q0.0 Q0.1 Q0.2 面板D4 L1 L2 M1 M2 M3 M4
PLC Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1
2.5 自动配料系统实验模板
图2.2 实验模板
2.6 I/O接线图
1L Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7
1M I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7
2L Q1.0Q1.1
2M I1.0I1.1Ｄ１Ｄ２Ｄ３Ｄ４Ｌ１Ｌ２Ｍ１Ｍ２Ｍ３Ｍ
Ｍ４
ＳＢ
１
ＳＢ１ＳＢ２Ｓ１ＳＱ１ＳＱ２ＡＢＣＤ
3 自动配料系统模拟实验——软件设计
3.1设计梯形图
图2.3 I/O接线图
精选文档
3.2语句表设计
STL:
LD I0.0
O M0.0
AN I0.1
= M0.0
LD M0.0 LPS
AN I0.2
= Q0.3 LRD
A I0.2
= Q0.2 LRD
AN I0.3
= Q0.4 LRD
AN Q0.4
LRD
A I0.3
= Q0.5 LRD
A I0.3
S Q1.1, 1 TON T37, +20 LRD
A T37
S Q1.0, 1 TON T38, +20 LRD
A T38
S Q0.7, 1 TON T39, +20 LRD
A T39
S Q0.6, 1 TON T40, +20 LRD
A T40
= Q0.1 LPP
A I0.4
R Q0.1, 1 = Q0.0
= M0.1
LD I0.1
O M0.2
= M0.2
LD M0.1
O M0.2
TON T41, +20
LD T41
R Q0.6, 1
TON T42, +20
LD T42
R Q0.7, 1
TON T43, +20
LD T43
R Q1.0, 1
TON T44, +20
LD T44
R Q1.1, 1
R Q0.5, 1
= M0.3
LD M0.3
A M0.0
S Q0.4, 1
4 传送系统调试
系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。
红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2
关闭，若料位传感器S1置为OOF（料斗中的物料已满），则停止进料（D4亮）。当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S 后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
停机控制时按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。此时整个系统完全停止。当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，料斗出料口关闭，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如M1故障，M1，立即停，料斗出料口D2关闭，经过2秒延迟，M2停。在经过2秒，M3停止。经过2秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行2秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
5 结束语
在本次课程设计中，得到了许多老师和同学的帮助，借此机会向他们表示诚挚的谢意。感谢老师对我们的无私帮助，从精心选择课程设计题目，到模拟实验编程、调试指导给我们的帮助。老师的这种无私奉献精神令人钦佩。感谢同学们从收集资料到课程设计报告成型的团结互助，共享有用资料，毫不藏私，在许多细节问题上相互讨论，共同修改。
通过这一阶段的努力，我对《可编程序控制器原理及应用》这门课程有了更深刻的理解，对PLC的正确编程、调试更加熟练，对我们将来工作有很大的帮助。这次自动配料系统模拟的设计与老师、同学的帮助、鼓励是分不开的。
参考文献
[1] 吴中俊 ,黄永红.《可编程序控制器原理及应用》（第2版）.机
械工业出版社,2008
[2] 段梅 ,李新.《PLC在混料控制系统的应用》.清华大学出版
社,2005
[3] 张本举.《自动配料系统的设计》
[4] 王永华.《相待电气及可编程序控制技术》（第1版）.电子工业
出版社,2003
[5] 章浩文.《可编程序控制器原理及实验》.电子工业出版社,2002
[6] 宋建成.《PLC控制和应用》.机械工业出版社,2000
[7] 西门子公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册.2002
[8] 西门子公司.SIMATIC S7、S7-300梯形图逻辑编程
串级控制系统研究 仿真
本科学生毕业论文 2011年5月20日 论文题目： 串级控制系统研究学院： 电子工程学院年级： 2007级专业： 自动化姓名： 陈曦学号： 20075199指导教师： 赵建华
摘要 随着现代工业生产过程向着大型、连续和强化方向发展，对控制系统的控制品质提出了日益增长的要求。在这种情况下，简单的单回路控制已经难以满足一些复杂的控制要求。串级控制系统是过程控制中的一种多回路控制系统，是为了提高单回路控制系统的控制效果而提出来的一种控制方案。串级控制系统把两个单回路控制系统以一定的结构形式串联在一起，它不仅具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。串级控制系统采用了两个调节器，因此它的调节器的参数整定更复杂一些。 本论文论述了一个液位——流量串级控制系统的设计方法和步骤，介绍了它的参数整定方法。在此过程中，介绍了对液位和流量进行检测和转换的常用元件，应用阶跃响应曲线推导了广义对象的传递函数，简单地论述了串级控制系统的优点，讨论了它对控制效果的改善作用，并使用仿真软件对该系统进行了仿真。 关键词 串级控制系统；液位；流量；仿真
Abstract Along with the modern industry production process to large-scale,continuously is developing with the strengthened direction,proposed to the control system control quality day by day grows request.In this kind of situation,the simple single return route control already with difficulty satisfied some complex control requests.The cascade control system is in the process control more than one kind of return routes control system,is for enhance one kind of control plan which the single return route control system the control effect proposes.The cascade control system two single return routes control system by the certain structural style connects in together,it not only has the single return route control system the complete function,moreover also has many single return routes control system no merit.The cascade control system has used two regulators,therefore it is more complex to set its regulator parameter. The present paper elaborated a fluid position—current capacity cascade control system design method and the step,introduced its parameter set method.In this process,introduced carries on the examination and the transformation commonly used part to the fluid position and the current capacity,has inferred the generalized object transfer function using the step leap response curve,simply elaborated the cascade control system merit,discussed it to control the effect the improvement function,and use simulation software has carried on the simulation to this system. Key words Cascade control system;fluid position;current capacity;simulation
操作系统实验三
计算机操作系统实验报告 实验内容： P、V原语的模拟实现 实验类型：验证型 指导教师：毕国堂 专业班级： 姓名： 学号： 实验地点：东6E507 实验时间：2017/10/23
一、实验目的 1.理解信号量相关理论 2.掌握记录型信号量结构 3.掌握P、V原语实现机制 二、实验内容 1.输入给定的代码 2.进行功能测试并得出证正确结果 三、实验要求 1.分析signal和wait函数功能模块 ●Signal函数 在进行资源增加时，首先判断增加的资源是否存在，如果不存在则报错 并结束函数；如果存在则将需要增加的资源数量加一，然后再判断增加 后的资源数是否大于0，如果大于0则表示之前等待队列为空，没有需 要分配的进程；如果增加后的资源不大于0，表示之前等待队列中存在 进程，则将队首的进程取出并将资源分给该进程。 ●Wait 函数 在执行wait函数时，先判断请求的资源和进程是否存在，如果不存在则 报错提示；如果存在则将对应资源的资源数减一，然后判断减少后的资 源数是否小于0，如果小于0，表示该资源等待队列为空，可直接将资源 分配给请求的进程；如果不小于0则表示之前资源的等待队列不为空， 则将请求的进程插在等待队列最后。 2.画出signal和wait函数流程图
3.撰写实验报告 四、实验设备 1.PC机1台安装visual c++ 6.0 五、测试
1.首先将所有的资源分配完 2.这时再请求资源时就会出现等待现象 3.此时增加一个资源s0，则进程1对s0的等待结束直接获取资源s0 4.当再增加资源s0、s1时则进程1也结束对资源s1的等待，并且s0资源 为有空闲状态 六、实验思考 1.如何修改wait操作，使之能一次申请多个信号量？ wait函数传入一个进程号和多个资源名，在wait函数中使用循环依
操作系统课程设计答案
// tjty.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include "stdafx.h" #include block[i].timer = 0; } page = new pageInfor[Psize]; for(i=0; i 引言 自动配料控制系统是采用PLC控制方式以及新颖的变频调速喂料机构，配合配料控制软件包，实现物料传送、配料控制、配方设计、生产数据管理等功能。并可以通过网络实现多个配料系统的集合控制。 自动配料控制系统设计步骤: 1．主电路设计，并画出接线示意图。 2. 分配I/O地址，列出分配表。 3. 设计系统控制的程序框图。 4. 根据程序框图设计该系统的控制梯形图。 5. 上机调试通过。 6. 利用PLC系统进行模拟运行 1自动配料控制系统结构和工作原理 1.1自动配料控制系统方案 系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料，当车装满时，配料系统自动关闭。本设计的突出点是故障检测部分的设计，首先，当某一节传送带发生故障时，该节传送带和其前面的传送带会立即停止，该节之后的传 送带会在一定的延时后停止。其次，当某节传送带上的物体过重时，该节传送带和其前面的传送带会立即停止，并且数码显示电路会显示发生故障的电机的号码，该节之后的传送带会在一定的延时后停止。 1.2 自动配料控制系统基本结构 自动配料的模拟面板如图1.1所示，从图中可以看出四节传送带是本次设计的核心电路，PLC编程也是围绕此面板进行的 图1.1 自动配料系统图 自动配料系统的功能是利用四节传送带为小车自动配料，重物通过传送带进行传输，发生故障时系统自动停机。自动配料实验面板与PLC接线控制对应关系如表1.1.1所示。 表1.1.1 输入/输出接线列表 面板SB1SB2S1SQ1SQ2D1 PLC I0.0I0.1I0.2I0.4I0.5Q0.0 面板D2D3D4L1L2M1 PLC Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6 面板M2M3M4A B C 实验四 加热炉温度串级控制系统 （实验地点：程控实验室，崇实楼407） 一、实验目的 1、熟悉串级控制系统的结构与特点。 2、掌握串级控制系统临界比例度参数整定方法。 3、研究一次、二次阶跃扰动对系统被控量的影响。 二、实验设备 1、MATLAB 软件， 2、PC 机 三、实验原理 工业加热炉温度串级控制系统如图4-1所示，以加热炉出口温度为主控参数，以炉膛温度为副参数构成串级控制系统。 图4-1 加热炉温度串级控制系统工艺流程图 图4-1中，主、副对象，即加热炉出口温度和炉膛温度特性传递函数分别为 主对象：;)130)(130()(18001++=-s s e s G s 副对象：2 1802)1)(110()(++=-s s e s G s 主控制器的传递函数为PI 或PID ，副控制器的传递函数为P 。对PI 控制器有 221111)(),/(, 1 11)(c c I c I I c I c c K s G T K K s K K s T K s G ==+=???? ? ?+= 采用串级控制设计主、副PID 控制器参数，并给出整定后系统的阶跃响应曲线和阶跃扰动响应曲线，说明不同控制方案控制效果的区别。 四、实验过程 串级控制系统的设计需要反复调整调节器参数进行实验，利用MATLAB 中的Simulink 进行仿真，可以方便、快捷地确定出调节器的参数。 1．建立加热炉温度串级控制系统的Simulink 模型 （图4-2） 在MATLAB 环境中建立Simulink 模型如下：)(01s G 为主被控对象，)(02s G 为副被控对象，Step 为系统的输入，c 为系统的输出，q1为一次阶跃扰动，q2为二次阶跃扰动，可以用示波器观察输出波形。PID1为主控制器，双击PID 控制器可设置参数：（PID 模块在 广州大学学生实验报告 1、实验目的 1.1、掌握进程的概念，明确进程的含义 1.2、认识并了解并发执行的实质 2.1、掌握进程另外的创建方法 2.2、熟悉进程的睡眠、同步、撤消等进程控制方法 3.1、进一步认识并发执行的实质 3.2、分析进程竞争资源的现象，学习解决进程互斥的方法 4.1、了解守护进程 5.1、了解什么是信号 5.2、INUX系统中进程之间软中断通信的基本原理 6.1、了解什么是管道 6.2、熟悉UNIX/LINUX支持的管道通信方式 7.1、了解什么是消息 7.2、熟悉消息传送的机理 8.1、了解和熟悉共享存储机制 二、实验内容 1.1、编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时，在系统 中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示'a'，子进程分别显示字符'b'和字符'c'。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 1.2、修改上述程序，每一个进程循环显示一句话。子进程显示'daughter …'及 'son ……'，父进程显示'parent ……'，观察结果，分析原因。 2.1、用fork( )创建一个进程，再调用exec( )用新的程序替换该子进程的内容 2.2、利用wait( )来控制进程执行顺序 3.1、修改实验（一）中的程序2，用lockf( )来给每一个进程加锁，以实现进程之间的互斥 3.2、观察并分析出现的现象 4.1、写一个使用守护进程(daemon)的程序，来实现： 创建一个日志文件/var/log/Mydaemon.log ； 每分钟都向其中写入一个时间戳(使用time_t的格式) ； 5.1、用fork( )创建两个子进程，再用系统调用signal( )让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按^c键）；捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill( )向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止： Child process1 is killed by parent! Child process2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止： Parent process is killed! 5.2、用软中断通信实现进程同步的机理 重庆大学 学生实验报告 实验课程名称操作系统原理 开课实验室DS1501 学院软件学院年级2013专业班软件工程2 班学生姓名胡其友学号20131802 开课时间2015至2016学年第一学期 总成绩 教师签名洪明坚 软件学院制 《操作系统原理》实验报告 开课实验室：年月日学院软件学院年级、专业、班2013级软件工 程2班 姓名胡其友成绩 课程名称操作系统原理 实验项目 名称 指导教师洪明坚 教师 评语教师签名：洪明坚年月日 1．实验目的： ?进入实验环境 –双击expenv/setvars.bat ?检出（checkout）EPOS的源代码 –svn checkout https://www.360docs.net/doc/ad4197205.html,/svn/epos ?编译及运行 –cd epos/app –make run ?清除所有的临时文件 –make clean ?调试 –make debug ?在“Bochs Enhanced Debugger”中，输入“quit”退出调试 –调试指令，请看附录A 2．实验内容： ?编写系统调用“time_t time(time_t *loc)” –功能描述 ?返回从格林尼治时间1970年1月1日午夜起所经过的秒数。如果指针loc 非NULL，则返回值也被填到loc所指向的内存位置 –数据类型time_t其实就是long ?typedef long time_t; 3．实验步骤： ?Kernel space –K1、在machdep.c中，编写系统调用的实现函数“time_t sys_time()”，计算用户秒数。需要用到 ?变量g_startup_time，它记录了EPOS启动时，距离格林尼治时间1970年1午夜的秒数 ?变量g_timer_ticks 过程控制系统Matlab/Simulink 仿真实验 实验一 过程控制系统建模 ............................................................................................................. 1 实验二 PID 控制 ............................................................................................................................. 2 实验三 串级控制 ............................................................................................................................. 6 实验四 比值控制 ........................................................................................................................... 13 实验五 解耦控制系统 . (19) 实验一 过程控制系统建模 指导内容：（略） 作业题目一： 常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。 作业题目二： 某二阶系统的模型为2 () 22 2n G s s s n n ?ζ??= ++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ?两个参数。试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶 系统的理解，分别进行下列仿真： （1）2n ?=不变时，ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线； （2）0.8ζ=不变时，n ?分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。 学生学号 实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称 计算机操作系统 开 课 学 院 计算机科学与技术学院 指导老师姓名 学 生 姓 名 学生专业班级 2016 — 2017 学年第一学期 实验三 内存管理 一、设计目的、功能与要求 1、实验目的 掌握内存管理的相关内容，对内存的分配和回收有深入的理解。 2、实现功能 模拟实现内存管理机制 3、具体要求 任选一种计算机高级语言编程实现 选择一种内存管理方案：动态分区式、请求页式、段式、段页式等 能够输入给定的内存大小，进程的个数，每个进程所需内存空间的大小等 能够选择分配、回收操作 内购显示进程在内存的储存地址、大小等 显示每次完成内存分配或回收后内存空间的使用情况 二、问题描述 所谓分区，是把内存分为一些大小相等或不等的分区，除操作系统占用一个分区外，其余分区用来存放进程的程序和数据。本次实验中才用动态分区法，也就是在作业的处理过程中划分内存的区域，根据需要确定大小。 动态分区的分配算法：首先从可用表/自由链中找到一个足以容纳该作业的可用空白区，如果这个空白区比需求大，则将它分为两个部分，一部分成为已分配区，剩下部分仍为空白区。最后修改可用表或自由链，并回送一个所分配区的序号或该分区的起始地址。 最先适应法：按分区的起始地址的递增次序，从头查找，找到符合要求的第一个分区。 最佳适应法：按照分区大小的递增次序，查找，找到符合要求的第一个分区。 最坏适应法：按分区大小的递减次序，从头查找，找到符合要求的第一个分区。 三、数据结构及功能设计 1、数据结构 定义空闲分区结构体，用来保存内存中空闲分区的情况。其中size属性表示空闲分区的大小，start_addr表示空闲分区首地址，next指针指向下一个空闲分区。 //空闲分区 typedef struct Free_Block { int size; int start_addr; struct Free_Block *next; } Free_Block; Free_Block *free_block; 定义已分配的内存空间的结构体，用来保存已经被进程占用了内存空间的情况。其中pid作为该被分配分区的编号，用于在释放该内存空间时便于查找。size表示分区的大小，start_addr表示分区的起始地址，process_name存放进程名称，next指针指向下一个分区。 //已分配分区的结构体 typedef struct Allocate_Block { int pid; int size; int start_addr; char process_name[PROCESS_NAME_LEN]; struct Allocate_Block *next; } Allocate_Block; 2、模块说明 2.1 初始化模块 对内存空间进行初始化，初始情况内存空间为空，但是要设置内存的最大容量，该内存空间的首地址，以便之后新建进程的过程中使用。当空闲分区初始化 目录 1概述 0 2软件设计 (1) 2.1设计梯形图 (1) 2.2设计指令表 (4) 3硬件设计 (8) 3.1控制要求 (8) 3.2实验面板图 (8) 3.3选择PLC型号 (9) 3.4系统设计流程示意图 (9) 3.5 I/O分配表 (11) 3.6 I/O接线图 (11) 4调试 (12) 4.1初始状态 (12) 4.2装车控制 (12) 4.3停机控制 (12) 5结束语 (13) 6参考文献 (14) 1概述 本文设计的自动配料系统采用西门子S7-200系列PLC的控制来满足整个系统的自动化要求。本设计还可对配料系统运行状况进行监视，通过系统中各个指示灯的亮灭情况可准确判断系统的执行进度，利用料位传感器开关模拟配料过程中的料斗中物料是否已满，利用行程开关模拟汽车所装载物料是否已满，操作简单，维护方便且控制精度较高。 硬件方面采用西门子公司的S7-200PLC，它是一种叠装式结构的小型PLC。它具有指令丰富、功能强大、可靠性高、适应性好、结构紧凑、便于扩展、性价比高等优点。 软件方面采用的是德国siemens公司的S7-200系列PLC运用与之配套的编程软件，通过LAD编程语言编制了控制软件，从而使配料系统可以按照要求自动完成配料和装料过程，并且在发生故障时可立即手动停机。大幅提高系统方便性，可靠性。 2软件设计2.1设计梯形图 设计梯形图如下: 2.2设计指令表 LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 LD M0.0 LPS AN I0.2 = Q0.3 LRD A I0.2 = Q0.2 LRD AN I0.3 = Q0.4 LRD AN Q0.4 = Q0.5 LRD A I0.3 = Q0.5 LRD 学院 过程控制系统实验报告书 实验名称串级控制系统整定 专业自动化专业 班级 指导教师 姓名 学号 实验日期 串级控制系统整定 一、实验目的 (1)掌握动态模型的创建方法.。 (2)掌握串级控制系统整定方法。 (3)了解控制系统的特点。 （4）了解串联控制系统的特点。 二、实验器材 计算机一台，MATLAB软件 三、实验原理 .串级控制系统：就是由两个调节器串联在一起，控制一个执 行阀，实现定值控制的控制系统。 .串级控制系统的通用方框图： .串级控制系统特点：（1）改善了被控过程的动态特性。 （2）提高了系统的工作频率。 （3）具有较强的抗扰动能力。 （4）具有一定的自适应能力。 .两步整定法 （1）工况稳定时，闭合主回路，主、副调节器都在纯比例作用的条件下，主调节器的比例度置于100%，用单回路控制系统的衰减曲线法整定，求取副调节器的比例度s δ和操作周期s T 。 （2）将副调节器的比例度置于所求得的数值上，把副回路作为主回路中的一个环节，用同样方法整定主回路，求取主调节器的比例度和操作周期。 四、实验步骤 （1）启动计算机，运行MATLAB 应用程序。 （2）在MATLAB 命令窗口输入Smulink,启动Simulink 。 （3）在Simulink 库浏览窗口中，单击工具栏中的新建窗口快捷按钮或在Simulink 库窗口中选择菜单命令File New Modeel,打开一个标题为“Untitled ”的空白模型编辑窗口。 （4）设被控对象的传递函数为： 24 21 (110)(120)s s ?++，要求被调量始 终维持在设定值。设计一个串级控制系统，并且要求控制系统的衰减率为75%，静态误差为零。用MATLAB 创建仿真模型。 （5）按两步整定法整定调节器参数。 （6）按步骤（5）的结果设置调节器参数，启动仿真，通过示波器模块观测并记录系统输出的变化曲线。 （7）施加内扰，观测系统运行情况。 . 衰减曲线法整定参数计算表： 课程设计报告 题目PID控制器应用 课程名称控制系统仿真院部名称龙蟠学院 专业自动化 班级M10自动化 学生姓名 学号 课程设计地点 C208 课程设计学时一周 指导教师应明峰 金陵科技学院教务处制成绩 一、课程设计应达到的目的 应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。 应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。 二、课程设计题目及要求 1．单回路控制系统的设计及仿真。 2．串级控制系统的设计及仿真。 3．反馈前馈控制系统的设计及仿真。 4．采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。 三、课程设计的内容与步骤 (1)．单回路控制系统的设计及仿真。 （a）已知被控对象传函W(s) = 1 / (s2 +20s + 1)。 （b）画出单回路控制系统的方框图。 （c）用MatLab的Simulink画出该系统。 （d）选PID调节器的参数使系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应曲线。注明所用PID调节器公式。PID调节器公式Wc（s）=50(5s+1)/(3s+1) 给定值为单位阶跃响应幅值为3。 有积分作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 2 5 有积分作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 0 5 大比例作用单回路控制系统PID控制器取参数分别为：50 0 0 （e）修改调节器的参数，观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线，理解控制器参数对系统的稳定性及控制性能的影响？ 答：由上图分别可以看出无积分作用和大比例积分作用下的系数响应曲线，这两个PID调节的响应曲线均不如前面的理想。增大比例系数将加快系统的响应，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏； 实验三进程与线程 问题： 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位，具有动态性、并发性、独立性、异步性和交互性。然而程序是静态的，并且进程与程序的组成不同，进程＝程序＋数据＋PCB，进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的；一个程序可以对应多个进程，一个进程可以包含多个程序。当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程中的其他线程共享程序空间。 本次实验主要的目的是： （1）理解进程的独立空间； （2）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； （3）进一步认识并发执行的实质； （4）了解红帽子（Linux）系统中进程通信的基本原理。 （5）理解线程的相关概念。 要求： 1、请查阅资料，掌握进程的概念，同时掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和 构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识； （1）进程： 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。进程的概念主要有两点：第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内 存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。 （2）进程的创建和构造: 进程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。新的进程通过克隆旧的程序（当前进程）而建立。fork() 和clone()（对于线程）系统调用可用来建立新的进程。 （3）线程的创建和构造： 线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进程应有的状态。 线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。 线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资源的，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用的堆栈。所以系统在产生一个线程，或者在各个线程之间切换时，负担要比进程小得多，正因如此，线程也被称为轻型进程（light-weight process）。一个进程中可以包含多个线程。 2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤 操作系统实验报告 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 实验二进程调度1．目的和要求 通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。 2．实验内容 阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。 编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有n个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行调度(调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞)，且每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。 程序要求如下： 1）输出系统中进程的调度次序； 2）计算CPU利用率。 3．实验环境 Windows操作系统、VC++6.0 C语言 4设计思想： （1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下： structPCB_type { intpid;//进程名 intstate;//进程状态 2——表示“执行”状态 1——表示“就绪”状态 0——表示“阻塞”状态 intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数） } 用PCB来模拟进程； （2）设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。队列类型描述如下： structQueueNode{ structPCB_typePCB; StructQueueNode*next; } 并设全程量： structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针 *ready_tail=NULL,//ready队列队尾指 针 自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T水计量罐1台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过 哈尔滨理工大学实验报告 控制系统仿真 专业：自动化12-1 学号：1230130101 姓名： 一．分析系统性能 课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29 地点3# 姓名蔡庆刚学号1230130101 班级自动化12-1 一．实验目的及内容： 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程； 2. 熟悉闭环系统稳定性的判断方法； 3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。 二．实验用设备仪器及材料： PC, Matlab 软件平台 三、实验步骤 1. 编写MATLAB程序代码； 2. 在MATLAT中输入程序代码，运行程序； 3.分析结果。 四．实验结果分析： 1.程序截图 得到阶跃响应曲线 得到响应指标截图如下 2.求取零极点程序截图 得到零极点分布图 3.分析系统稳定性 根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点，如果有系统不稳定。有零极点分布图可知系统稳定。 二．单容过程的阶跃响应 一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程 2. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程 3. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线 二、实验内容 已知两个单容过程的模型分别为 1 () 0.5 G s s =和5 1 () 51 s G s e s - = + ，试在 Simulink中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。 三、实验步骤 1. 在Simulink中建立模型，得出实验原理图。 2. 运行模型后，双击Scope，得到的单位阶跃响应曲线。 四、实验结果 1．建立系统Simulink仿真模型图，其仿真模型为 1．什么叫串级控制系统?画出一般串级控制系统的典型方块图。 答：串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。它是由主、副两个控制器串接工作的。 主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出去操纵控制阀，以实现对变量的定值控制。 2．串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合? 答串级控制系统的主要特点为： (1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； (2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量} (3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响； (4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。 3．串级控制系统中主、剧变量应如何选择? 答主变量的选择原则与简单控制系统中被控变量的选择原则是一样的。 副变量的选择原则是：． (1)主、副变量间应有一定的内在联系，副变量的变化应在很大程度上能影响主变量的变化； (2)通过对副变量的选择，使所构成的副回路能包含系统的主要干扰； (3)在可能的情况下，应使副回路包含更多的主要干扰，但副变量又不能离主变量太近； (4)副变量的选择应考虑到主、副对象时间常数的匹配，以防“共振”的发生 4．为什么说串级控制系统中的主回路是定值控制系统，而副回路是随动控制系统? 答串级控制系统的目的是为了更好地稳定主变量，使之等于给定值，而主变量就是主回路的输出，所以说主回路是定值控制系统。副回路的输出是副变量，副回路的给定值是主控制器的输出，所以在串级控制系统中，副变量不是要求不变的，而是要求随主控制器的输出变化而变化，因此是一个随动控制系统。 5．怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律? 青岛理工大学课程实验报告 算法描述及实验步骤 功能：共享存储区的附接。从逻辑上将一个共享存储区附接到进程的虚拟地址空间上。用于建立调用进程与由标识符shmid指定的共享内存对象之间的连接。 系统调用格式：virtaddr=shmat(shmid,addr,flag) 该函数使用头文件如下： #include 调 试 过 程 及 实 验 结 果 运行： 运行后： 总 结 （对实验结果进行分析，问题回答，实验心得体会及改进意见） 虽然对pipe()、msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、 shmdt()、shmctl()的功能和实现过程有所了解，但是运用还是不熟练，过去没 见过，所以运行了一个简单的程序。 利用管道机制、消息缓冲队列、共享存储区机制进行进程间的通信，加深了对 其了解。 （1）管道通信机制，同步的实现过程：当写进程把一定数量的数据写入pipe， 便去睡眠等待，直到读进程取走数据后，再把它唤醒。当读进程读一空pipe 时，也应睡眠等待，直到写进程将数据写入管道后，才将之唤醒，从而实现进 程的同步。 管道通信的特点：A管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通 信时，需要建立起两个管道；B. 只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲 缘关系的进程）；C.单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而 《操作系统》实验报告 实验序号： 4 实验项目名称：进程控制 Printf(“child Complete”); CloseHandle(pi.hProcess); CloseHandle(pi hThread); ﹜ 修改后: #include 实验任务:写出程序的运行结果。 4．正在运行的进程 （2）、编程二下面给出了一个使用进程和操作系统版本信息应用程序(文件名为4-5.cpp)。它利用进程信息查询的API函数GetProcessVersion()与GetVersionEx()的共同作用。确定运行进程的操作系统版本号。阅读该程序并完成实验任务。 #include自动配料模拟控制系统设计
实验四 串级控制系统
操作系统实验实验1
操作系统实验报告一
过程控制系统仿真实验指导
操作系统实验之内存管理实验报告
PLC自动配料系统课程设计
串级控制系统整定实验报告
matlab控制系统仿真.
计算机操作系统实验四
操作系统实验报告
自动上料配料系统方案.(DOC)
控制系统仿真实验报告
什么叫串级控制系统
操作系统实验四
操作系统实验报告4