计算机控制系统实验报告
实验名称：炉温控制实验
姓 名：
班 级：
任课教师：
完成时间：2012年4月1日
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实验一.炉温控制试验
一、实验目的
了解温度控制系统的特点。
.研究采样周期T对系统特性的影响。
?研究大时间常数系统 PID整定控制器参数的方法。
二、实验仪器
1 . EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台
PC计算机一台
3 .炉温控制实验对象一台
三、炉温控制的基本原理
图1显示了系统结构图— 1。
■ R(t)
■ R(t)
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1
1
1
；——
Gc (S)
——?
Gh (S)
Gp IS)
i|
i
1
1
YW
图1 — 1系统结构图
图中Gc ( s) =Kp (1 Ki/s Kds)
Gh (s) = (1 — e-TS) /s
Gp (s) =1/ (Ts 1)
系统的基本工作原理
整个炉温控制系统由计算机和 A/D&D/A卡组成主要完成温度采集
集、PID第二部分由传感器信号放大，同步脉冲形成， 以及触发脉冲放大等组成。炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热 丝两端的有效电压为0?140V内部变化。可控硅的导角为 0?5CH。温度传感
它由热敏电阻和放大电路组成，温度越高，输出电压越小。LED丁的亮灭表
如果炉温低于设定值，则可控硅导通和系统加热显示可控硅导通与闭合的比例， 否则系统停止加热，炉温自然冷却至设定值。第二部分电路原理图见附录1。
3. PID递推算法：
如果PID调节器输入信号为e (t),其输送信号为u (t),离散递推算
法如下：Uk=Kpek Kiek2 Kd(ek-ek-1),其中ek二是误差积累和。
四、实验内容：
.炉子的温度设定在一定的恒定值。
.调整P、I、D观察每个参数对它有什么影响。
五、实验步骤
1.启动计算机，双击桌面 快速运行计算机控制实验软件。
2 ?测试计算机和实验箱之间的通信是否正常，并继续正常通信。如果通信异常，找出通信正常的原因 实验可以继续进行。
20芯扁平电缆连接实验箱和炉温控制对象。检查正确后，连接实验箱和炉温控制电源
源。
(开环控制实验没有做，略)
闭环控制
在实验项目的下拉列表中选择实验7 7.炉温控制鼠标单击 按钮弹出实验课题参考 数字设置对话框，选择PID,炉温控制对象的给定温度和参数设置窗口 Ki、Kp、Kd值, 点击确认观察窗口观察系统的响应曲线。测量系统的响应时间Ts和超调量--。
5?重复步骤6,改变PID参数，观察波形的变化，记录在下表中： (设定炉温的初始值为 50 C)
参数
性能指标
阶跃响应曲线
5%
Tp (秒)
Ts (秒)
Kp
Ki
Kd
1.000
0.020
1.000
见下方图
44%
190.6
8.2
0.750
0.020
1.000
见下方图
40%
216.4
10.5
0.750
0.100
0.500
见下方图
38%
275.5
18.0
0.500
0.300
0.500
见下方图
8%
275.5
2.8
uk可控硅导角控六、温度控制软件流程图
uk可控硅导角控制是控制量
(图中ek为误差，ek上一次误差，ek二是误差的积累和， 制量a =0?5bH, a =0导通角最大，a =5b导角为零。
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七、实验结果及截图
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八、实验感受与总结
在这次计算机控制系统实验中，我们仍然收获了很多。最重要的是能够使用实物（温控炉） 的形式，将 PID 通过不断调整理论知识中的各种参数，达到控制炉温的最佳目的 最终使各项指标达到最佳，从而直观地理解理论知识。
其实， 这个实验相对简单， 没有复杂的导体