CAN总线实验报告
实验三：双节点通信
1、实验要求
can节点a(id:0x00)、b(id:0x01)，要求a节点进行数据发送（标准数据帧），b节
点可以进行数据接收并显示接收到数据，同时反馈信息给a节点。
2、实验目的
（1）熟悉双can通信原理；（2）掌握双节点通信的设计。 3、所需设备（1）cpu挂
箱2 （2）接口挂箱2 （3）cpu模块（80c31）2 （4）can总线模块2块 4、实验内容
两个实验台运行程序can.asm，发送实验台全速运行程序，接收实验台要在程序中设置
断点，查看30h~37h中的数与程序中发送的数据是否一致。 5、实验原理
两个can节点通信，验收滤波设置正确后，可实现双节点通信。硬件原理图与图2.4类
似，只不过将1个节点改为2个节点。图略。附图2.4见下
（2）模块跳线接lcs0（can基址为0xde00）；（3）模块上的a接canl，b接canh；
（4）在各自试验台上，将cpu挂箱右侧的“data port”和“address port”
分别用 5p、14p、20p连线与接口挂箱的相应插座连接. （5）将两个can节点的canl、
canh直连。
2、运行程序can.asm，在初始化结束、发送接收结束处各设置断点，查看两个模块的
30h~37h中的数据是否一致。 7、实验结果
两个模块的30h~37h中的数据一致。 8、1）程序流程图
2)实验程序：
mode equ 0de00h ;模式寄存器 cmr equ 0de01h ;命令寄存器 sr equ
0de02h ;状态寄存器 ir equ 0de03h ;中断寄存器 ier equ 0de04h ;中断使能寄
存器 btr0 equ 0de06h ;总线定时寄存器一 btr1 equ 0de07h ;总线定时寄存器二
ocr equ 0de08h ;输出控制寄存器
alc equ 0de0bh ;仲裁丢失捕捉寄存器ecc equ
0de0ch ;错误代码捕捉寄存器 txerr equ 0de0fh ;发送错误计
数器 acr0 equ 0de10h ;验收代码寄存器0 acr1 equ 0de11h ; 1 acr2
equ 0de12h ; 2 acr3 equ 0de13h ; 3 amr0 equ 0de14h ;验收屏蔽寄存器0 amr1 equ 0de15h ; 1 amr2 equ
0de16h ; 2 amr3 equ 0de17h ; 3 fin equ
0de10h ;发送/接收帧信息 id1 equ 0de11h ;发送/接收缓冲区之标示符一
id2 equ 0de12h ;发送/接收缓冲区之标示符二 data1 equ 0de13h ;发送
/接收数据首址 rbsa equ 0de1eh ;接收缓冲器起始地址寄存器 cdr equ
0de1fh ;时钟分频寄存器 org 4000h jmp start org 4080h start: mov r1,#8 mov r0,#27h fill: mov b,#10h
mov a,r1 mul ab mov @r0,a dec r0 djnz r1,fill mov r0,#0aah lcall initcan ;can初始化(can片选为
cs0:0de00h) ;-------------------------发送------------------ retran: mov dph,
#0deh mov r0, #20h lcall send ;发送20h为首址的1桢数据(前三字节为:08h、bbh、ffh，
后8字节任意）
lcall delay
;-----------------------接收数据-------------------------- mov
dph, #0deh mov r0, #30h lcall recv nop ;在此处设置断点，以观察结果 jmp
$ initcan:
mov dptr,#mode ；初始化子程序，dph、r0为入口参数 mov a,#01h movx @dptr,a ;模式寄存器，单验收滤波器，进入复位模式 mov dptr,#cdr
mov a,#88h
movx @dptr, a ;时钟分频r，选择增强can模式，关闭clkout输出 mov dptr,#ier
mov a,#0dh movx @dptr,a ;中断使能寄存器，开溢出、错误、接收中断 mov dptr,#btr0
mov a,#03h
movx @dptr,a ;总线定时寄存器一 mov dptr,#btr1 mov a,#0ffh movx @dptr,a ;总线定时寄存器二，6mhz晶振，波特率30kbps movx a, @dptr
mov mov movx mov mov movx mov mov movx mov inc movx inc movx
mov mov movx inc mov movx inc movx inc movx mov mov movx
mov movx mov movx mov mov movx ret send: dptr,#ocr a,#0aah @dptr,a dptr,#acr0 a, 00h @dptr,a dptr,#acr1 a,#2fh @dptr,a a,#0ffh dptr
@dptr,a dptr
@dptr,a dptr,#amr0
a,#0ffh @dptr,a dptr a,#0ffh @dptr,a dptr
@dptr,a dptr
@dptr,a dptr, #rbsa a, #00h @dptr, a dptr, #txerr @dptr, a dptr, #ecc
@dptr, a dptr,#mode
a,#08h @dptr,a ;输出控制寄存器 ;验收代码acr0 ;无关 ;无
关;无关;modify #00 to #0ff ;验收屏蔽寄存器
amr0=00h ;amr1 ;amr2 ;amr3验收屏蔽：只有acr0是相关项 ;接收缓冲器fifo
起始地址为0 ;清除发送错误计数器 ;清除错误代码捕捉寄存器 ;单滤波方式，
返回工作方式篇二：can总线接收实验报告
dsp实验报告
哈尔滨工业大学（威海）
目录
............................................................................ .................................... - 0 - dsp实验报
告 .............................................................................
..... - 0 -
1．理论准备.............................................................................. ............ - 2 -
1.1 dsp应用的概
述 ...................................................................... - 2 -
1.2 can的简
介 .............................................................................
- 3 -
1.3 f2812简
介 .............................................................................
.. - 3 -
2．实验原理.............................................................................. ............ - 4 -
2.1 软件流程
图 ..............................................................................
- 4 -
2.2 can总线收发器通信的硬件原
理 ............................................ - 5 - 3．设计阶段.............................................................................. ............ - 5 -
3.1接收过
程： ...........................................................................
...... - 5 -
3.2 配置就收邮
箱 .......................................................................... - 7
-
3.3 接收消
息 .............................................................................
..... - 7 -
四．实验总结.............................................................................. .......... - 7 - 五．参考文献.............................................................................. .......... - 8 - 附
录： ........................................................................... ......................... - 8 - 1．理论准备
1.1 dsp应用的概述
数字信号处理器（dsp）是一种适合完成数字信号处理运算的处理器。20世纪60年代以
来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在
过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处
理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、
压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、
估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理是以众多
学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随
机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
dsp主要应用在数字信号处理中，目的是为了能够满足实时信号处理的要求，因此需要将数字信号处理中的常用运算执行的尽可能快，这就决定了dsp的特点和关键技术。适合数字信号处理的关键技术：dsp包含乘法器、累加器、特殊地址产生器、领开销循环等；提高处理速度的关键技术：流水线技术、并行处理技术、超常指令（vliw）、超标量技术、dma等。从广义上讲，dsp、微处理器和微控制器（单片机）等都属于处理器，可以说dsp是一种cpu。dsp和一般的cpu又不同，最大的区别在于：cpu是冯.诺伊曼结构的；dsp是数据和地址空间分开的哈佛结构。
1.2 can的简介
can（controller area network）即控制器局域网，是德国bosch公司在20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制与检测仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯协议。can适合工业过程监控设备的互联，因此受到了工业界的重视，其应用于工业控制、汽车电子、机械工业、楼宇自动化和信息家电等非常广泛的场合，成为最有前途的现场总线之一。can总线的通信距离可以达到10km（此时通信传输率在5kb/s以下）通信速度可以达到1mb/s（距离40m以内），can总线的节点数取决于总线驱动电路，目前可以支持110个节点。 can具有以下工作特性：多主工作方式。每一个节点都可以主动向网络发起数据传输，不分主从；无破坏性的、基于优先级的仲裁。两个竞争的发送节点通过总线的电平竞争，在发送的同时完成优先级的仲裁：优先级高的取得总线控制权继续完成发送过程，优先级低的失去总线电平控制权推出发送流程，等待总线空闲。借助接收滤波的多地址帧传送：点对点、一点对多点、全局广播can总线的节点数决定于总线驱动电路，目前可支持110个节点 can 采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率小，可靠性高，有利于数据的实时传输帧信息包括crc校验和其他检错信息，极大地降低数据出错率can节点可以识别暂时性错误和永久性故障can的通行介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或其他各种介质，其驱动电路可以根据具体要求加以设计。
1.3 f2812简介
tms320f2812是ｔｉ公司的一款用于控制的高性能、多功能、高性价比的32位定点dsp 芯片。该芯片兼容tms320lf2407指令系统最高可在150mhz主频下工作，并带有18k×16位０等待周期片上sram和128k×16位片上flash（存取时间36ｎｓ）。其片上外设主要包括2×8路12位adc（最快80ｎｓ转换时间）、2路sci、1路spi、1路mcbsp、１路ｅcan等，并带有两个事件管理模块（eva、evb），分别包括6路pwm／cmp、2路qep、3路cap、2路16位定时器（或tｘpwm／tｘcmp）。另外，该器件还有3个独立的32位cpu定时器，以及多达56个独立编程的gpio引脚，可外扩大于1m×16位程序和数据存储器。tms320f2812采用哈佛总线结构，具有密码保护机制，可进行双16×16乘加和32×32乘加操作，因而可兼顾控制和快速运算的双重功能。通过对tms320f2812定点dsp芯片合理的系统配置和编程可实现快速运算
2．实验原理
2.1 软件流程图篇三：现场总线实验报告
现场总线技术
实验报告
学校：成都理工大学
学院：核技术与自动化工程学院
专业：电气工程及其自动化
姓名：
班级：
学号：
指导老师：黄洪全
实验一 keil c51 开发环境学习
一．
1、
2、
3、实验目的 keil c51集成开发环境学习掌握keil c51环境的代码编辑、调试；掌
握软件下载方法；
二．实验设备
（1）
（2） keil c51软件； dp-51 下载仿真实验仪；
三．实验内容及方法
1．上机熟悉keil c51 编程语言，熟悉μvision2的开发环境。
2．进入仿真程序调试软件，熟悉调试程序的环境、操作方法。
3．输入下面所给程序，并按要求调试、运行和观察记录结果。
四．实验程序和步骤
1、实验步骤:
一般按照下面的步骤来创建一个keil c51应用程序。
①
②
③
④
⑤
⑥新建一个工程项目文件；为工程选择目标器件（例如选择philips的p87c52x2）; 为
工程项目设置软硬件调试环境；创建源程序文件并输入程序代码；保存创建的源程序项目
文件；把源程序文件添加到项目中。
2、实验程序:hello.c
#include<reg52.h> //加载头文件 //主程序开始 #include<display_s.h> void main(void) {
unsigned int count_k; //定义变量
unsigned char a[5]={0x00,0x0d,0x12,0x05,0x01}; //定义数组a[5]并赋初始值
unsigned char b[5]={0x15,0x15,0x15,0x15,0x15}; //定义数组b[5]并赋初始值
while(1)
{ } for(count_k=0;count_k<40;count_k++) display(a); //显示dp51
for(count_k=0;count_k<20;count_k++) display(b); } //关闭显示
五．实验要求
1.dp51 开发板硬件结构（图）
2. dp51实验板主要功能模块。
电源电路，系统复位电路，时钟电路，jtag接口电路，串口电路，键盘电路，led灯电路，spi接口电路，adc电路和10usb电路等
实验二 a/d 和 d/a转换实验
一．实验目的
1. 掌握对模拟信号的采集和进行相应的模拟量输出控制；
2. 了解信号测量的一些相关的知识；
二 adc dac 转换器实验板简介
实验板主要用来对模数转换adc 和数模转换dac 进行实验。
使用的主要器件
adc0809 8 路8 位并行接口逐次逼近adc 芯片
dac0832 8 位并行接口dac 芯片 tlc549 1 路8 位串行接口adc 芯片
tl431 三端可调分流基准源 gal16v8 可编程序逻辑芯片
lm324 通用运算放大器
三．实验内容
1．实验板上提供模拟电压信号，利用a/d模块将模拟量转换成数字量，并送数码管显示； 2．将数字量 100、200分别用d/a转换模块转换成数字量，用万用表量出实际的输出电压值；
四．实验步骤方法：
1．adc实验
（1）将扁平电缆两端，一边接dp-51+,一边接adc-dac实验板；
（2）连接232电缆到计算机，dp-51+上电，adc-dac实验板接开关电源，上电；
（3）将adc模块的in0、in1通道的模拟电压转换为数字量，调节电位器w1和
w2改变输入的电压，并可用万用表测量tp1、tp2两点得到改变的实际电压值；
（4）编程调试；
2、dac实验
（1）将j2-1 跳线短接，使dac 电路变为单极性，dac 输出0~ 5v ，测量点j6 的out1可得到实际的电压值。
（2）dac 输出电压计算uo=vref d/256 （d 为dac 的数据）；
（3）编程实现1v、2v、4v输出电压；（4）编程调试；
五．实验要求
1. adc-dac电路原理及pcb 布局
2．adc dac 实验板上实现正弦波的dac 数据求取程序篇四：can总线实验报告
can总线实验报告
实验一 sja1000初始化
一、实验要求：
正确完成对sja1000初始化，初始化成功后用led点亮，表示初始化完成；否则led不亮。
二、实验内容：
1.实现sja1000的初始化设置
2.理解sja1000的相关寄存器的设置。
三、实验系统硬件设计：
图1是89c51与sja1000连接图。mcu与sja1000连接图。
选择适合的电阻和电容。此实验选择了51kr电阻与1uf电容，开机后给电容充电，电容
电压由0v升至5v，sja1000可靠复位。
i/o复位，由单片机某一i/o引脚控制sja1000复位引脚，使单片机在可靠复位之后完
成sja1000的复位，避免时间偏差。
芯片复位，可以通过外围芯片进行复位。
四、实验系统软件设计
程序开始采用宏定义，初始化开始。设置模式寄存器进入复位模式;然后配置时钟分频寄
存器（cdr）选择pelican模式，关闭clkout输出；然后是输出控制寄存器（ocr）,再设置
位定时（btr0/btr1）6mhz晶振，波特率30kbps；然后配置验收滤波；最后再次设置模式寄
存器推出复位状态并且设置单验收滤波，然后判断状态寄存器是否位oxoc以确认初始化是否
成功，如果成功则点亮led，否则重新初始化。
图1系统软件设计框图
程序如下：
mode equ 0de00h
cmr equ 0de01h ;命令寄存器
sr equ 0de02h ;状态寄存器
ir equ 0de03h ;中断寄存器
ier equ 0de04h ;中断使能寄存器
btr0 equ 0de06h ;总线定时寄存器一
btr1 equ 0de07h ;总线定时寄存器二
ocr equ 0de08h ;输出控制寄存器
alc equ 0de0bh ;仲裁丢失捕捉寄存器
ecc equ 0de0ch ;错误代码捕捉寄存器
txerr equ 0de0fh ;发送错误计数器
acr0 equ 0de10h ;验收代码寄存器0 acr1 equ 0de11h ; 1 acr2 equ 0de12h ; 2 acr3 equ 0de13h ; 3 amr0 equ 0de14h ;验收屏蔽寄存器0 amr1 equ 0de15h ; 1 amr2 equ 0de16h ; 2 amr3 equ 0de17h ; 3 fin equ 0de10h ;发送/接收帧信息
id1 equ 0de11h ;发送/接收缓冲区之标示符一id2 equ
0de12h ;发送/接收缓冲区之标示符二 data1 equ 0de13h ;发送/接收数据
首址
rbsa equ 0de1eh ;接收缓冲器起始地址寄存器
cdr equ 0de1fh ;时钟分频寄存器
org 4000h
jmp start
org 4080h ;---------------------------------------------------------------- start:
mov dptr,#mode
mov a,#01h
movx @dptr,a mov dptr,#ier
mov a,#0dh
movx @dptr,a mov dptr,#acr0
mov a,#00h
movx @dptr,a mov dptr,#acr1
mov a,#10h
movx @dptr,a mov dptr,#acr2
mov a,#00h
movx @dptr,a mov dptr,#acr3
mov a,#00h movx @dptr,a
mov dptr,#amr0 mov a,#00h movx @dptr,a mov dptr,#amr1 mov a,#0fh movx @dptr,a mov dptr,#amr2 mov a,#0ffh movx @dptr,a mov dptr,#amr3 mov a,#0ffh movx @dptr,a mov dptr,#btr0 mov a,#6dh movx @dptr,a mov dptr,#btr1 mov a,#2ah movx @dptr,a mov dptr,#ocr mov a,#01ch movx @dptr,a mov dptr,#txerr mov a,#00h movx @dptr,a mov dptr,#mode mov a,#00h movx @dptr,a mov dptr,#sr movx a,@dptr cjne a,#0ch,start clr p1.2 end篇五：can总线实验报告
can总线实验报告
系别：
班级：
姓名：
学号：自动化学院测控0802班任晓亮(24) 06082059 实验一ｓｊａ１０００初始化实验
１．实验要求
正确完成对ｓｊａ１０００初始化，初始化成功后用发光二极管显示成功信号否则循环
执行初始化程序。
２．实验目的
（１）实现ｓｊａ１０００的初始化设置。
（２）理解ｓｊａ１０００的相关寄存器的设置。
３．实验内容
（１）实验流程图
（２）实验源程序
org 0de00h
jmp start
org 0de40h start:
mov dptr,#0de00h ;指向模式寄存器
mov a,#0fh
movx @dptr,a
mov dptr,#0de1fh ;时钟
mov a,#88h
movx @dptr,a
mov dptr,#0de10h ;验收滤波
mov a,#00h
movx @dptr,a
mov dptr,#0de11h
mov a,#20h
movx @dptr,a
mov dptr,#0de14h
mov a,#00h
movx @dptr,a
mov dptr,#0de15h
mov a,#0fh
movx @dptr,a
mov dptr,#0de16h
mov a,#0ffh
movx @dptr,a
mov dptr,#0de17h
mov a,#0ffh
movx @dptr,a
mov dptr,#0de06h ;总线时序
mov a,#00h
movx @dptr,a
mov dptr,#0de07h
mov a,#1ch
movx @dptr,a
mov dptr,#0de08h ;输出控制
mov a,#0aah
movx @dptr,a
mov dptr,#0de00h
mov a,#0eh
movx @dptr,a
mov dptr,#0de02h
movx a,@dptr
cjne a,#0ch,start
clr p1.0
sjmp $
end 实验截图：
实验心得: 本次实验是对sja1000的初始化。虽然上课听老师讲了,但具体应
用起来又是另一回事,刚开始将整个初始化程序输完后，显示有错误，然后就修改修改再修改,使之完善.最后进行单步运行可并没有结果。
实验二 sja1000局部自检测实验
一.实验要求：
进行单节点自测这实验，要求can节点自发自收标准数据（数据可自定义），并将所收数据显示到lcd上，观察与发送数据是否一致。
二．实验目的：
实现can节点的初始化及can节点的自发自收。
学会对can 节点的基本操作，理解can通信的基本流程。
CAN总线通讯实验
CAN总线通讯实验 一、实验目的 １．掌握UP-NetARM2410经典版上的CAN总线通讯原理。 ２．学习编程实现MCP2510的CAN总线通讯。 ３．掌握查询模式的CAN总线通讯程序的设计方法。 二、实验内容 学习CAN总线通讯原理，了解CAN总线的结构，阅读CAN控制器MCP2510的芯片文档，掌握MCP2510的相关寄存器的功能和使用方法。编程实现UP-NetARM2410-CL之间的CAN总线通讯： 两个UP-NetARM2410-CL通过CAN总线相连接。ARM监视串行口，将接收到的字符发送给另一个开发板并通过串口显示（计算机与开发板是通过超级终端通讯的）。即按PC 键盘通过超级终端发送数据，开发板将接收到的数据通过CAN总线转发，再另一个PC的超级终端上显示数据。 三、预备知识 1、用EW ARM集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。 2、ARM应用程序的框架结构。 3、会使用Source Insight 3 编辑C语言源程序。 4、了解CAN总线。 四、实验设备及工具 硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM920T的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上，CAN通讯电缆。 软件：PC机操作系统Win2000或WinXP、EW ARM集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序 五、实验原理及说明 1．CAN总线概述
CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如，发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中均嵌入CAN控制装置。 一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。但是，实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如，当使用Philips P82C250 作为CAN 收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。 CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。 CAN的主要优点包括： ◆低成本 ◆极高的总线利用率 ◆很远的数据传输距离(长达10公里) ◆高速的数据传输速率（高达1Mbit/s） ◆可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文 ◆可靠的错误处理和检错机制 ◆发送的信息遭到破坏后可自动重发 ◆节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能 ◆报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息优先级 2．CAN总线的电气特性 CAN能够使用多种物理介质进行传输，例如：双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为CAN_H和CAN_L，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑1也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑0，称为“显性”。此时，通常电压值为CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。当“显性”位和“隐性”位同时发送的时候，最后总线数值将为“显性”。这种特性，为CAN总线的总裁奠定了基础。 CAN总线的一个位时间可以分成四个部分：同步段，传播段，相位段1和相位段2，每段的时间份额的数目都是可以通过CAN总线控制器（比如MCP2510）编程控制的，而时间份额的大小tq由系统时钟tsys和波特率预分频值BRP决定：tq=BRP/tsys。如下图所示： 图9-1 CAN总线的一个位时间 上述四个部分的设定和CAN总线的同步、仲裁等信息有关，请读者参考CAN总线方面的相关资料。
过程控制系统实验报告材料(最新版)
实验一、单容水箱特性的测试 一、实验目的 1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法，并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。 二、实验设备 1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置 2. 计算机及相关软件 3. 万用电表一只 三、实验原理 图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知，对象的被控制量为水箱的液位H，控制量（输入量）是流入水箱中的流量Q1，手动阀V1和V2的开度都为定值，Q2为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系，在平衡状态时 Q1-Q2=0 (1)
动态时，则有 Q1-Q2=dv/dt (2) 式中 V 为水箱的贮水容积，dV/dt为水贮存量的变化率，它与 H 的关系为 dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3) A 为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得 Q1-Q2=Adh/dt (4) 基于Q2=h/RS，RS为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-h/RS=Adh/dt 即 ARsdh/dt+h=KQ1 或写作 H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5) 式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。 式(5)就是单容水箱的传递函数。 对上式取拉氏反变换得 (6) 当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当 t=T 时，则有 h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)
式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图 2-2 所示。当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数 T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线，它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得 的传递函数为： 四、实验内容与步骤 1．按图2-1接好实验线路,并把阀V1和V2开至某一开度,且使V1的开度大于V2的开度。 2．接通总电源和相关的仪表电源,并启动磁力驱动泵。
控制系统仿真与设计实验报告
控制系统仿真与设计实验报告 姓名： 班级： 学号： 指导老师：刘峰 7.2.2控制系统的阶跃响应 一、实验目的 1.观察学习控制系统的单位阶跃响应； 2.记录单位阶跃响应曲线； 3.掌握时间相应的一般方法； 二、实验内容 1.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)
键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；录系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率；记录实际测去的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论值比较。 （1）实验程序如下： num=[10]; den=[1 2 10]; step(num,den); 响应曲线如下图所示： （2）再键入： damp(den); step(num,den); [y x t]=step(num,den); [y,t’] 可得实验结果如下：
记录实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论计算值值比较 实际值理论值 峰值 1.3473 1.2975
峰值时间 1.0928 1.0649 过渡时间+%5 2.4836 2.6352 +%2 3.4771 3.5136 2. 二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10) 试验程序如下： num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[10]; den1=[1 6.32 10]; step(num1,den1); hold on; num2=[10]; den2=[1 12.64 10]; step(num2,den2); 响应曲线：
（2）修改参数，分别实现w n1= (1/2)w n0和w n1= 2w n0响应曲线试验程序: num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[2.5]; den1=[1 1 2.5]; step(num1,den1); hold on; num2=[40]; den2=[1 4 40]; step(num2,den2); 响应曲线如下图所示：
自动控制原理实验报告
《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系
实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形
① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节
课程设计实验报告 北邮
课程设计实验报告 -----物联网实验 学院：电子工程学院班级：2011211204 指导老师：赵同刚
一．物联网概念 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 二．物联网作用 现有成熟的主要应用包括： —检测、捕捉和识别人脸，感知人的身份； —分析运动目标（人和物）的行为，防范周界入侵； —感知人的流动，用于客流统计和分析、娱乐场所等公共场合逗留人数预警； —感知人或者物的消失、出现，用于财产保全、可疑遗留物识别等； —感知和捕捉运动中的车牌，用于非法占用公交车道的车辆车牌捕捉； —感知人群聚集状态、驾驶疲劳状态、烟雾现象等各类信息。 三．物联网无线传感（ZigBee）感知系统 ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。ZigBee在整个协议栈中处于网络层的位置，其下是由IEEE 802.15.4规范实现PHY（物理层）和MAC（媒体访问控制层），对上ZigBee提供了应用层接口。 ZigBee可以组成星形、网状、树形的网络拓扑，可用于无线传感器网络（WSN）的组网以及其他无线应用。ZigBee工作于2.4 GHz的免执照频段，可以容纳高达65 000个节点。这些节点的功耗很低，单靠2节5号电池就可以维持工作6～24个月。除此之外，它还具有很高的可靠性和安全性。这些优点使基于ZigBee的WSN广泛应用于工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。 ZigBee的基础是IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网工作组的一项标准，被称作IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。ZigBee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC
过程控制实验报告
过程控制实验 实验报告 班级:自动化1202 姓名:杨益伟 学号:120900３21 2015年１0月 信息科学与技术学院 实验一过程控制系统建模 作业题目一: 常见得工业过程动态特性得类型有哪几种?通常得模型都有哪些？在Ｓimｕlｉnｋ中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线、 答:常见得工业过程动态特性得类型有:无自平衡能力得单容对象特性、有自平衡能力得单容对象特性、有相互影响得多容对象得动态特性、无相互影响得多容对象得动态特性等。通常得模型有一阶惯性模型,二阶模型等、 单容过程模型 1、无自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个无自衡单容过程得模型分别为与,试在Siｍulinｋ中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simuｌinｋ中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
2、自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个自衡单容过程得模型分别为与,试在Sｉmulinｋ中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Ｓimulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
多容过程模型 3、有相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知有相互影响得多容过程得模型为,当参数, 时,试在Ｓiｍｕlink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Ｓimｕlink中建立模型如图所示:得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
4、无相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知两个无相互影响得多容过程得模型为(多容有自衡能力得对象)与(多容无自衡能力得对象),试在Simuｌink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 在Simuｌink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
哈工大_控制系统实践_磁悬浮实验报告
研究生自动控制专业实验 地点：A区主楼518房间 姓名：实验日期：年月日斑号：学号：机组编号： 同组人：成绩：教师签字：磁悬浮小球系统 实验报告 主编：钱玉恒，杨亚非 哈工大航天学院控制科学实验室
磁悬浮小球控制系统实验报告 一、实验内容 1、熟悉磁悬浮球控制系统的结构和原理； 2、了解磁悬浮物理模型建模与控制器设计； 3、掌握根轨迹控制实验设计与仿真； 4、掌握频率响应控制实验与仿真； 5、掌握PID控制器设计实验与仿真； 6、实验PID控制器的实物系统调试； 二、实验设备 1、磁悬浮球控制系统一套 磁悬浮球控制系统包括磁悬浮小球控制器、磁悬浮小球实验装置等组成。在控制器的前部设有操作面板，操作面板上有起动/停止开关，控制器的后部有电源开关。 磁悬浮球控制系统计算机部分 磁悬浮球控制系统计算机部分主要有计算机、1711控制卡等； 三、实验步骤 1、系统实验的线路连接 磁悬浮小球控制器与计算机、磁悬浮小球实验装置全部采用标准线连接，电源部分有标准电源线，考虑实验设备的使用便利，在试验前，实验装置的线路已经连接完毕。 2、启动实验装置 通电之前，请详细检察电源等连线是否正确，确认无误后，可接通控制器电源，随后起动计算机和控制器，在编程和仿真情况下，不要启动控制器。 系统实验的参数调试
根据仿真的数据及控制规则进行参数调试（根轨迹、频率、PID 等），直到获得较理想参数为止。 四、实验要求 1、学生上机前要求 学生在实际上机调试之前，必须用自己的计算机，对系统的仿真全部做完，并且经过老师的检查许可后，才能申请上机调试。 学生必须交实验报告后才能上机调试。 2、学生上机要求 上机的同学要按照要求进行实验，不得有违反操作规程的现象，严格遵守实验室的有关规定。 五、系统建模思考题 1、系统模型线性化处理是否合理，写出推理过程？ 合理，推理过程： 由级数理论，将非线性函数展开为泰勒级数。由此证明，在平衡点)x ,(i 00对 系统进行线性化处理是可行的。 对式2x i K x i F )(),(=作泰勒级数展开，省略高阶项可得： )x -)(x x ,(i F )i -)(i x ,(i F )x ,F(i x)F(i,000x 000i 00++= )x -(x K )i -(i K )x ,F(i x)F(i,0x 0i 00++= 平衡点小球电磁力和重力平衡，有 (,)+=F i x mg 0 |,δδ===00 i 00 i i x x F(i,x) F(i ,x )i ；|,δδ===00x 00i i x x F(i,x)F (i ,x )x 对2 i F(i,x )K()x =求偏导数得：
仪表自动控制实验报告
一、实验目的 1、通过实验对自控仪表和控制元器件有一具体认识。 2、了解自控原理，锻炼动手能力。学习并安装不同的温度自控电路。 3、通过对不同电路的调试和数据测量，初步掌握仪表自控技术。 4、要求按流程组装实验电路，并测量加热反应釜温度随加热时间的变化。 5、要求待反应釜加热腔温度稳定后测量加热釜轴向温度分布规律。 二、实验原理 仪表自动控制在现代化工业生产中是极其重要的，它减少大量手工操作，使操作人员避免恶劣、危险环境，自动快速完成重复工作，提高测量精度，完成远程传输数据。本实验就是仪表自动控制在化工生产和实验中非常重要的一个分支——温度的仪表自动控制。 图-1所示是本实验整套装置图。按图由导线连接好装置，首先设置“人工智能控制仪”的最终温度，输出端输出直流电压用于控制“SSR”（固态继电器），则当加热釜温度未达到最终温度时“SSR”是通的状态，电路导通，给加热釜持续加热；当加热釜温度达到最终温度后“SSR”是不通的状态，电路断开，加热釜加热停止。本实验研究的数据对象有两个：其一，测量仪表在加热釜开始加热后测量的升温过程，即温度随时间变化；其二，当温度达到最终温度并且稳定后，测量温度沿加热釜轴向的分布，即稳定温度随空间分布。 图-1 实验装置图
1、控温仪表，2测温仪表，3和4、测温元件（热电偶），5电加热釜式反应器， 6、保险 7、电流表，8固态调压器，9、滑动电阻，10、固态继电器（SSR），11、中间继电器，12、开关 实验装置中部分仪器的工作原理： 1，控温仪表：输出端输出直流电压控制SSR，当加热釜温度未达到预设温度时SSR使电路导通，持续加热；当达到最终温度后SSR使电路断开，加热停止。 2，测温仪表：与测温的热电偶相连，实时反馈加热釜内温度的测量值。 3、4，热电偶：分别测量加热腔和反应芯内的温度。工作原理：热电阻是利用金属的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量。它是由两种不同材料的导体焊接而成。焊接的一端插入被测介质中，感受被测温度，称为热电偶的工作端或热端。另一端与导线连接，称为自由端或冷端。若将其两端焊接在一起，且两段存在温度差，则在这个闭路回路中有热电势产生。如在回路中加一直流毫伏计，可见到毫伏计中有电势指示，电势的大小与两种不同金属的材料和温度有关，与导线的长短无关。 图2 热电偶工作原理 8，RSA固态调压器原理：通过电位器手动调节以改变阻性负载上的电压，来达到调节输出功率的目的（相当于一个滑动变阻器）。输出端接加热回路，输入端接控温仪表。 10，SSR 固态继电器工作原理：固态继电器是一种无触点通断电子开关，为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。在输入端加上直流或脉冲信号，输出端就能从关断状态转变成导通状态（无信号时呈阻断状态），从而控制较大负载。可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能
计算机过程控制实验报告
计算机过程控制实验报告
实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验 1、试验方案： 水流入量Qi 由调节阀u 控制，流出量Qo 则由用户通过负载阀R 来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。（可以通过智能调节仪手动给定，或者AO 模块直接输出电流。） 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式： μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1 H k k F dt dH -=μμ， 其中，F 是水槽横截面积。在一定液位下，考虑稳态起算点，公式可以转换成 μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数，C=F 就是水容，k H R 0 2= 就是水阻。 如果通过对纯延迟惯性系统进行分析，则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示： ) 1()(0 += TS S KR S G 。 相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》，金以慧编著。 2、实验步骤： 1) 在现场系统A3000-FS 上，将手动调节阀JV201、JV206完全打开，使下水箱闸板具有 一定开度，其余阀门关闭。 2) 在控制系统A3000-CS 上，将下水箱液位（LT103）连到内给定调节仪输入端，调节仪 输出端连到电动调节阀（FV101）控制信号端。 3) 打开A3000-CS 电源，调节阀通电。打开A3000-FS 电源。 4) 在A3000-FS 上，启动右边水泵（即P102），给下水箱（V104）注水。 给定值 图1 单容水箱液位数学模型的测定实验
过程控制系统实验报告
实验一过程控制系统的组成认识实验 过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接 一、过程控制实验装置简介 过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人才为出发点。实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件。对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开发，如PLC控制、DCS控制开发等。学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开发的平台。 二、过程控制实验装置组成 本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC三部分组成。 1、被控对象 由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接，4.5千瓦电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成），压力容器组成。 水箱：包括上、下水箱和储水箱。上、下水箱采用透明长方体有机玻璃，坚实耐用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。 模拟锅炉：锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层（内胆）和冷却层（夹套）。做温度定值实验时，可用冷却循环水帮助散热。加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。 压力容器：采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。 管道：整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。 2、检测装置 （液位）差压变送器：检测上、下二个水箱的液位。其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0～1.6KPa，精度：0.5。输出信号：4～20mA DC。 涡轮流量传感器：测量电动调节阀支路的水流量。其型号：LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4～20mA DC 温度传感器：本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。经过温度传感器，可将温度信号转换为4～20mA DC电流信号。 （气体）扩散硅压力变送器：用来检测压力容器内气体的压力大小。其型号：DBYG-4000A/ST2X1，测量范围：0.6～3.5Mpa连续可调，精度：0.2，输出信号为4～20mA DC。 3、执行机构 电气转换器：型号为QZD-1000，输入信号为4～20mA DC，输出信号：20～100Ka气压信号，输出用来驱动气动调节阀。 气动薄膜小流量调节阀：用来控制压力回路流量的调节。型号为ZMAP－100，输入信号为4～20mA DC或0～5V DC，反馈信号为4～20mA DC。气源信号 压力：20~100Kpa，流通能力：0.0032。阀门控制精度：0.1％～0.3％，环境温度：－4～＋200℃。 SCR移相调压模块：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号0～5V DC或4～20mA DC 或10K电位器，输出电压变化范围：0～220V AC，用来控制电加热管加热。 水泵：型号为UPA90，流量为30升／分，扬程为8米，功率为180W。
自动控制实验报告1
东南大学自动控制实验室 实验报告 课程名称：自动控制原理 实验名称：闭环电压控制系统研究 院（系）：仪器科学与工程专业：测控技术与仪器姓名：学号： 实验室：常州楼五楼实验组别：/ 同组人员：实验时间：2018/10/17 评定成绩：审阅教师： 实验三闭环电压控制系统研究
一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。 （2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。 （3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 四、实验线路图： 五、实验步骤：
CAN总线实验报告
CAN总线实验报告 实验一SJA1000初始化 一、实验要求： 正确完成对SJA1000初始化，初始化成功后用LED点亮，表示初始化完成；否则LED 不亮。 二、实验内容： 1.实现SJA1000的初始化设置 2.理解SJA1000的相关寄存器的设置。 三、实验系统硬件设计： 图1是89C51与SJA1000连接图。MCU与SJA1000连接图。 选择适合的电阻和电容。此实验选择了51KR电阻与1UF电容，开机后给电容充电，电容电压由0V升至5V，SJA1000可靠复位。 I/O复位，由单片机某一I/O引脚控制SJA1000复位引脚，使单片机在可靠复位之后完成SJA1000的复位，避免时间偏差。
芯片复位，可以通过外围芯片进行复位。 四、实验系统软件设计 程序开始采用宏定义，初始化开始。设置模式寄存器进入复位模式;然后配置时钟分频寄存器（CDR）选择PeliCAN模式，关闭CLKOUT输出；然后是输出控制寄存器（OCR）,再设置位定时（BTR0/BTR1）6MHz晶振，波特率30Kbps；然后配置验收滤波；最后再次设置模式寄存器推出复位状态并且设置单验收滤波，然后判断状态寄存器是否位OXOC以确认初始化是否成功，如果成功则点亮LED，否则重新初始化。 图1系统软件设计框图
程序如下： MODE EQU 0DE00H CMR EQU 0DE01H ;命令寄存器 SR EQU 0DE02H ;状态寄存器 IR EQU 0DE03H ;中断寄存器 IER EQU 0DE04H ;中断使能寄存器 BTR0 EQU 0DE06H ;总线定时寄存器一 BTR1 EQU 0DE07H ;总线定时寄存器二 OCR EQU 0DE08H ;输出控制寄存器 ALC EQU 0DE0BH ;仲裁丢失捕捉寄存器 ECC EQU 0DE0CH ;错误代码捕捉寄存器 TXERR EQU 0DE0FH ;发送错误计数器 ACR0 EQU 0DE10H ;验收代码寄存器0 ACR1 EQU 0DE11H ; 1 ACR2 EQU 0DE12H ; 2 ACR3 EQU 0DE13H ; 3
过程控制实验报告
东南大学自动化学院 实验报告 课程名称：过程控制实验 实验名称：水箱液位控制系统 院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员： 实验时间： 评定成绩：审阅教师：
目录 一、系统概论 (3) 二、对象的认识 (4) 三、执行机构 (14) 四、单回路调节系统 (15) 五、串级调节系统Ⅰ (18) 六、串级调节系统Ⅱ (19) 七、前馈控制 (21) 八、软件平台的开发 (21)
一、系统概论 1.1实验设备 图1.1 实验设备正面图图1.2 实验设备背面图 本实验设备包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器、操作面板等。 1.1.2 铭牌 ·加热控制器： 功率1500w，电源220V（单相输入） ·泵： Q40-150L/min，H2.5-7m，Hmax2.5m，380V，VL450V， IP44，50Hz，2550rpm，1.1kw，HP1.5，In2.8A，ICL B ·全自动微型家用增压器： 型号15WZ-10，单相电容运转马达 最高扬程10m，最大流量20L/min，级数2，转速2800rmp，电压220V， 电流0.36A，频率50Hz，电容3.5μF，功率80w，绝缘等级 E ·LWY-C型涡轮流量计： 口径4-200mm，介质温度-20—+100℃，环境温度-20—+45℃，供电电源+24V， 标准信号输出4-20mA，负载0-750Ω，精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs，外壳防护等级 IP65 ·压力传感器 YMC303P-1-A-3 RANGE 0-6kPa，OUT 4-20mADC，SUPPLY 24VDC，IP67，RED SUP+，BLUE OUT+/V- ·SBWZ温度传感器 PT100 量程0-100℃，精度0.5%Fs，输出4-20mADC，电源24VDC
自动控制系统实验报告
自动控制系统实验报告 学号： 班级： 姓名: 老师：
一．运动控制系统实验 实验一.硬件电路的熟悉和控制原理复习巩固 实验目的：综合了解运动控制实验仪器机械结构、各部分硬件电路以及控制原理，复习巩固以前课堂知识，为下阶段实习打好基础。 实验内容：了解运动控制实验仪的几个基本电路： 单片机控制电路（键盘显示电路最小应用系统、步进电机控制电路、光槽位置检测电路） ISA运动接口卡原理（搞清楚译码电路原理和ISA总线原理） 步进电机驱动检测电路原理（高低压恒流斩波驱动电路原理、光槽位置检测电路）两轴运动十字工作台结构 步进电机驱动技术（掌握步进电机三相六拍、三相三拍驱动方法。） 微机接口技术、单片机原理及接口技术，数控轮廓插补原理，计算机高级语言硬件编程等知识。 实验结果： 步进电机驱动技术： 控制信号接口： （1）PUL：单脉冲控制方式时为脉冲控制信号，每当脉冲由低变高是电机走一步；双 脉冲控制方式时为正转脉冲信号。 （2）DIR：单脉冲控制方式时为方向控制信号，用于改变电机转向；双脉冲控制方式 时为反转脉冲信号。
（3）OPTO ：为PUL 、DIR 、ENA 的共阳极端口。 （4）ENA ：使能/禁止信号，高电平使能，低电平时驱动器不能工作，电机处于自由状 态。 电流设定： （1）工作电流设定： （2）静止电流设定： 静态电流可用SW4 拨码开关设定，off 表示静态电流设为动态电流的一半，on 表示静态电流与动态电流相同。一般用途中应将SW4 设成off ，使得电机和驱动器的发热减少，可靠性提高。脉冲串停止后约0.4 秒左右电流自动减至一半左右（实际值的60％），发热量理论上减至36％。 （3）细分设定： （4）步进电机的转速与脉冲频率的关系 电机转速v = 脉冲频率P * 电机固有步进角e / (360 * 细分数m) 逐点比较法的直线插补和圆弧插补： 一．直线插补原理： 如图所示的平面斜线AB ，以斜线起点A 的坐标为x0，y0，斜线AB 的终点坐标为(xe ，ye)，则此直线方程为： 00 00Y Ye X Xe Y Y X X --= -- 取判别函数F ＝(Y —Y0)(Xe —Xo)—(X-X0)(Ye —Y0)
自动控制原理MATLAB仿真实验报告
实验一 MATLAB 及仿真实验（控制系统的时域分析） 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析，包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性； 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些？ 2、 如何判断系统稳定性？ 3、 系统的动态性能指标有哪些？ 三、实验方法 （一） 四种典型响应 1、 阶跃响应： 阶跃响应常用格式： 1、)(sys step ；其中sys 可以为连续系统，也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ；表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ；表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =；可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应： 脉冲函数在数学上的精确定义：0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为：) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式： ① )(sys impulse ； ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = （二） 分析系统稳定性 有以下三种方法： 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图； 2、 利用tf2zp 求出系统零极点； 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 （三） 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.
过程控制系统实验报告
《过程控制系统实验报告》 院－系： 专业： 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2015 年6 月
过程控制系统实验报告 部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日 姓名学号班级成绩 实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时 课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统 一、实验仪器与设备 A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表 二、实验要求 1、使用比例控制进行单溶液位进行控制，要求能够得到稳定曲线，以及震荡曲线。 2、使用比例积分控制进行流量控制，能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行 比较。 3、使用比例积分微分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行比较。 三、实验原理 (1)控制系统结构 单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P, PI，PD控制器特性。 水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制，看控制效果，进行比较。 控制策略使用PI、PD、PID调节。 (2)控制系统接线表 使用ADAM端口测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端 口 锅炉液位LT101 AI0 AI0 调节阀FV101 AO0 AO0 四、实验内容与步骤 1、编写控制器算法程序，下装调试；编写测试组态工程，连接控制器，进行联合调试。这些步骤不详细介绍。
2、在现场系统上，打开手阀QV-115、QV-106，电磁阀XV101（直接加24V到DOCOM，GND到XV102控制端），调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。 3、在控制系统上，将液位变送器LT-103输出连接到AI0，AO0输出连到变频器U-101控制端上。 注意：具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。对于全连好线的系统，例如DCS，则必须安装已经接线的通道来编程。 4、打开设备电源。包括变频器电源，设置变频器4-20mA的工作模式，变频器直接驱动水泵P101。 5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆，启动控制系统。 6、启动计算机，启动组态软件，进入测试项目界面。启动调节器，设置各项参数，将调节器的手动控制切换到自动控制。 7、设置PID控制器参数，可以使用各种经验法来整定参数。这里不限制使用的方法。 五、实验结果记录及处理 六、实验心得体会： 比例控制特性：能较快克服扰动的影响，使系统稳定下来，但有余差。 比例积分特性：能消除余差，它能适用于控制通道时滞较小、负荷变化不大、被控量不允许由余差的场合。 比例微分特性：对于改善系统的动态性能指标，有显著的效果。
控制系统仿真实验报告
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
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告 学院：电气学院 专业：自动化 班级：1505 姓名及学号：任杰311508070822 日期：2018.6.3
实验一、单容水箱特性测试 一、 实验目的 1. 掌握单容水箱阶跃响应测试方法，并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线，用相关的方法确定被测对象的特征参数T 和传递函数。 二、 实验设备 1. THJ-FCS 型高级过程控制系统实验装置。 2. 计算机及相关软件。 3. 万用电表一只。 三、 实验原理 图1 单容水箱特性测试结构图 由图 2-1 可知，对象的被控制量为水箱的液位 h ，控制量（输入量）是流入水箱中的流量 Q 1，手动阀 V 1 和 V 2 的开度都为定值，Q 2 为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系，在平衡状态时02010=-Q Q （式2-1），动态时，则有dt dV Q Q = -21，（式2-2）式中 V 为水箱的贮水容积，dt dV 为水贮存量的变化率，它与 h 的关
系为Adh dV =，即dt dh A dt dV =（式2-3），A 为水箱的底面积。把式（2-3）代入式（2-2）得dt dh A Q Q =-21（式2-4）基于S R h Q =2,S R 为阀2V 的液阻，（式2-4）可改写为dt dh A R h Q S =-1，1KQ h dt dh AR S =+或()()1s 1+=Ts K s Q H （式2-5）式中s AR T =它与水箱的底面积A 和2V 的S R 有关，（式2-5）为单容水箱的传递函数。若令()S R S Q 01=,常数=0R ，则式2-5可表示为()T S KR S R K S R T S T K S H 11/000+-=?+= 对上式取拉氏反变换得()()T t e KR t h /01--=（式2-6）,当∞→t 时()0KR h =∞,因而有()0/R h K ∞==输出稳态值/阶跃输入，当T t =时，()() ()∞==-=-h KR e KR T h 632.0632.01010，式2-6表示一阶惯性响应曲线是一单调上升的指数函数如下图2-2所示 当由实验求得图 2-2 所示的阶跃响应曲线后，该曲线上升到稳态值的 63%所对应的时间，就是水箱的时间常数 T 。该时间常数 T 也可以通过 坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是 时间常数 T ，由响应曲线求得 K 和 T 后，就能求得单容水箱的传递函 数如式（2-5）所示。 如果对象的阶跃响应曲线为图 2-3，则在此曲线的拐点 D 处作一切线，它与时间轴交于 B 点，与响应稳态值的渐近线交于 A 点。图中OB 即为对象的滞后时间
北航自动控制原理实验报告(完整版)
自动控制原理实验报告 一、实验名称：一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 二、实验目的 1、了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系 2、学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法 3、学习阶跃响应的测试方法 三、实验内容 1、建立一阶系统的电子模型，观测并记录在不同时间常数T时的响应曲线，测定过渡过程时间T s 2、建立二阶系统电子模型，观测并记录不同阻尼比的响应曲线，并测定超调量及过渡过程时间T s 四、实验原理及实验数据 一阶系统 系统传递函数： 由电路图可得，取则K=1，T分别取：0.25, 0.5, 1 T 0.25 0.50 1.00 R2 0.25MΩ0.5M Ω1MΩ C 1μ1μ1μ T S 实测0.7930 1.5160 3.1050 T S 理论0.7473 1.4962 2.9927 阶跃响应曲线图1.1 图1.2 图1.3 误差计算与分析 （1）当T=0.25时，误差==6.12%； （2）当T=0.5时，误差==1.32%； （3）当T=1时，误差==3.58% 误差分析：由于T决定响应参数，而,在实验中R、C的取值上可能存在一定误差，另外，导线的连接上也存在一些误差以及干扰，使实验结果与理论值之间存在一定误差。但是本实验误差在较小范围内，响应曲线也反映了预期要求，所以本实验基本得到了预期结果。 实验结果说明 由本实验结果可看出，一阶系统阶跃响应是单调上升的指数曲线，特征有T确定，T越小，过度过程进行得越快，系统的快速性越好。 二阶系统 图1.1 图1.2 图1.3
系统传递函数： 令 二阶系统模拟线路 0.25 0.50 1.00 R4 210.5 C2 111 实测45.8% 16.9% 0.6% 理论44.5% 16.3% 0% T S实测13.9860 5.4895 4.8480 T S理论14.0065 5.3066 4.8243 阶跃响应曲线图2.1 图2.2 图2.3 注：T s理论根据matlab命令[os,ts,tr]=stepspecs(time,output,output(end),5)得出，否则误差较大。 误差计算及分析 1）当ξ=0.25时，超调量的相对误差= 调节时间的相对误差= 2）当ξ=0.5时，超调量的相对误差==3.7% 调节时间的相对误差==3.4% 4）当ξ=1时，超调量的绝对误差= 调节时间的相对误差==3.46% 误差分析：由于本试验中，用的参量比较多，有R1,R2,R3,R4;C1,C2;在它们的取值的实际调节中不免出现一些误差，误差再累加，导致最终结果出现了比较大的误差，另外，此实验用的导线要多一点，干扰和导线的传到误差也给实验结果造成了一定误差。但是在观察响应曲线方面，这些误差并不影响，这些曲线仍旧体现了它们本身应具有的特点，通过比较它们完全能够了解阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系，不影响预期的效果。 实验结果说明 由本实验可以看出，当ωn一定时，超调量随着ξ的增加而减小，直到ξ达到某个值时没有了超调；而调节时间随ξ的增大，先减小，直到ξ达到某个值后又增大了。 经理论计算可知，当ξ=0.707时，调节时间最短，而此时的超调量也小于5%，此时的ξ为最佳阻尼比。此实验的ξ分布在0.707两侧，体现了超调量和调节时间随ξ的变化而变化的过程，达到了预期的效果。 图2.2 图2.1 图2.3