计算机控制系统实验技术实验超调量怎么求

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计算机控制技术PID课程设计报告_百度文库
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计算机控制技术部分
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&&测​试​,​传​感​器​,​计​算​机​,​控​制​,​技​术​,​信​号​,​系​统​,​自​动​控​制
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远程计算机控制技术仿真与实验
时间： 23:58:54&&&阅读：4403 &&&来源:本站 &&&
(1)&项目概况
远程控制计算机控制技术仿真与实验是集计算机远程控制、过程控制、自动化仪表、数据采集和自动控制算法为一体、虚拟仿真与实验验证相结合的多功能实验装置。
该实验系统可满足《自动控制原理》、《计算机控制技术》、《过程控制》、《自动化仪表》、《检测技术与传感器》、《单片机应用技术》等电子信息类专业课程设计实验教学需求，为非线性耦合系统监控、故障诊断、控制算法研究以及测控系统软件开发等实验教学提供良好的硬件平台。
远程计算机控制技术仿真与实验开设的实验课程如输入输出通道性能特性实验、系统特性检测实验见表1。
表1&“远程计算机控制技术仿真与实验”项目及内容
输入输出通道性能特性实验
本组实验旨在让学生熟悉计算机控制系统的硬件部分，熟练检测各类信号；了解装置的结构、原理和软件开发平台，为后续实验打下基础
自动化、电气工程
系统特性检测实验
本组实验旨在让学生熟悉系统中各控制单元的工作特性，通过采集数据及曲线进行分析，了解控制单元的原理及特性，为后续控制算法研究打下基础。
自动化、电气工程
单回路控制实验
本组实验结合控制理论的教科书，提供了温度、流量及液位的单回路控制实验，让学生用实验的方法来印证理论知识，同时液位控制可使用水泵控制和电动球阀控制，让学生学会从不同的角度来解决问题。单回路控制算法主要以经典PID控制算法及其改进算法为主。
自动化、电气工程
串级回路控制实验
串级控制系统是复杂控制系统中应用较多的控制系统，本组实验从控制思想、回路结构组成、工作方式等各方面向学生展示串级控制系统，并与简单回路的控制思想进行比较，能够让学生加深理解串级控制系统的思想。
自动化、电气工程
前馈-反馈回路控制实验
针对前馈，反馈两种不同的控制思想，通过实验的方式，让学生理解这两种思想控制的区别，并将两者结合使用，拓展学生的思维。
自动化、电气工程
设计创新实验
通过以上各类回路实验的训练，学生对控制算法有了深刻的理解之后，可以自主编写算法程序。本实验系统具有开放的算法平台，系统会针对不同的模型提供相应MATLAB的M文件，学生可以编写自己改进的算法程序，并导入软件中，在实验台上运行，检验自己的理论学习和实践训练。
自动化、电气工程
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图1计算虚拟仿真实验控制系统
(2)&结构与功能
实验包括三容水箱实验台、数据采集控制装置和实验教学软件三部分。实验教学软件采用.NET开发平台，也可以采用MCGS、WinCC和KING等工业组态软件，引入Flash动画界面，配合SQL&Sever数据库，集实验选择、数据采集、曲线显示、流程动画、控制算法为一体的计算机测控软件。系统不但可以实现虚拟仿真，同时可以进行仿真和实验的对比验证。
实验台可进行液位、流量、温度、压力等参数的控制实验及其各种电参数测量等实验。可通过自动（手动）阀的开关组合成单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、解耦控制等管路连接方式，管路系统如图2所示。
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&图2实验台结构图 & & & & & & & & &图3传统的过程控制实验系统
(3)&系统效果与特色
1)&实验项目种类多
系统管路设有单回路控制、多回路控制，因此可实现一阶控制算法、高阶控制算法。实验包含经典的PID控制，还包含串级控制、前馈-反馈控制、智能控制等多种复杂控制。用户还可以利用MATLAB编写的控制算法，导入系统中进行实验。系统软件中已设置了输入输出通道性能特性实验、系统特性检测实验、单回路控制模型选择、串级控制模型选择和前馈与反馈模型选择五大类实验，共几十种单项实验。
实验系统中不仅配备了原理性、基础性的验证性实验，学生还可以根据个人兴趣，自行设计控制回路和控制算法，丰富可扩展控制算法库。
涵盖了验证性、设计性和创新性三大门类的实验内容，完成历时半个月之久的短学期课程设计的实验教学要求。
2)&远程控制、虚拟仿真与实验验证相结合
实验系统将第一代产品中的部分手动阀，全部改进为电动控制阀，加上视频监控，使学生能够在实验室以外的任何地点设计系统控制流程和控制算法，经仿真后，通过网络和远程控制，在实验室内实验装置上进行实验验证，并实时获得实验数据和性能曲线。使实验教学打破了时间和空间的限制。
3)&结构紧凑、外形美观、性价比好
传统的过程控制实验系统可以观察工业控制实体元器件，但只能进行2～3个实验项目，体积大、安装空间有限，价格昂贵（约20万元/套），实验台套数和学生受益面有限。
本实验系统可以放在一个标准的实验桌上，价格约&3万元/套（含计算机与应用软件）。真正实现了远程控制、虚实结合、开放性与扩展性好、低成本、多功能的要求。产品受到上海交通大学、浙江大学等国内985高校同行专家的好评，以实现产业化。
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