華北電力大學(xué)過程計(jì)算機(jī)控制課設(shè)DDC串級回路PID閉環(huán)

1、華址也力*孑課程設(shè)計(jì)報(bào)告名稱：過程計(jì)算機(jī)控制題目DDC串級回路PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)時仿真院系：控計(jì)班級：學(xué)號：學(xué)生：同組人：指導(dǎo)教師：明揚(yáng)設(shè)計(jì)周數(shù)：一周一、設(shè)計(jì)目的1. 學(xué)習(xí)并了解用高級語言（C語言）實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制算法模塊程序的方法；2. 比較驗(yàn)證理想微分 PID和實(shí)際微分PID控制算法階躍響應(yīng)，加深對上述兩種算法各自特點(diǎn)的認(rèn)識；3. 學(xué)習(xí)了解用模擬計(jì)算機(jī)使用方法；4. 學(xué)習(xí)掌握A/D、D/A轉(zhuǎn)換接口板的使用方法；5. 了解一種微機(jī)中斷定時的方法；6. 學(xué)習(xí)掌握通過 A/D、D/A轉(zhuǎn)換用計(jì)算機(jī)獲取被控對象動態(tài)特性的方法；7 .通過實(shí)時仿真實(shí)驗(yàn)掌握DDC單回路控制程序編制及調(diào)試方法。

2、二、實(shí)驗(yàn)儀器（1）微型計(jì)算機(jī)一臺，系統(tǒng)軟件Windows 98 或DOS （不能使用無直接I/O能力的NT或XP系統(tǒng)）,裝Turbo C 2.0/3.0 集成開發(fā)環(huán)境軟件；（2）模擬計(jì)算機(jī)一臺（XMN-1型）；（3）通用數(shù)據(jù)采集控制板一塊（PCL-812PG型）。、PID的離散化TdS理想微分PID算法的傳遞函數(shù)形式為：G(s) Kp 1TiS采用向后差分法對上式進(jìn)行離散，得出其差分方程形式為： uk=uk-1+q0*e2+q1*e1+q2*e0;其中各項(xiàng)系數(shù)為：q0=kp*(1+T/Ti+Td/T);q仁-kp*(1+2*Td/T); q2=kp*Td/T;Kp1實(shí)際微分PID算法的傳遞函數(shù)

3、形式為：G(s) 1TdS1 Tf s Tis采用向后差分法對上式進(jìn)行離散化，寫成差分方程的形式為：uk=c0*( Ajk-1)+c1*ek+c2*ek-1+c3*ek-2+uk-1;其中各項(xiàng)系數(shù)為：c0=Tf/(T+Tf);c1= kp*T/(T+Tf)*(1+T/Ti+Td/T);c2=-kp*T/(T+Tf)*(1+2*Td/T);c3=kp*Td/(T+Tf);四、硬件二階慣性環(huán)節(jié)搭建利用模擬計(jì)算機(jī)中的電容電阻及運(yùn)算放大器，搭接二階慣性環(huán)節(jié)，仿真一個被控對象。其傳遞函數(shù)為G(s)(Ts 1)2，硬件電路如下:;6= C2=C=4.7uFR3=R2=510K; R仁R4=R5=R6=R7

4、=1M則可得：K= (R5/R1 ) *(R6/R4)=1T仁 T2=R5*C 仁R6*C2=1000000*0.0000047=4.7s所以 G (s) =1/(4.7s+1 ) *(4.7s+1)、D/A、電PID閉環(huán)控搭建好硬件電路后，將PLCD-780插入IPC機(jī)箱插槽，用導(dǎo)線將 PLCD-780中的A/D源的接線端子與所搭二階慣性環(huán)節(jié)的輸出、輸入端口及機(jī)箱上的電源連接，組成一個完整的制系統(tǒng)，為通信做好準(zhǔn)備。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)理想和實(shí)際PID階躍響應(yīng)曲線（2 ）被控對象（實(shí)物搭建二階慣性環(huán)節(jié)）階躍響應(yīng)曲線urr orHMIti:hjJ| 1 I'ifl' i上圖通過D/A輸出一個1伏左右的信號輸入模擬的被控對象（慣性環(huán)節(jié)），A/D采集對象的輸入信號及其響應(yīng)，再使 D/A輸出一個幅度為2伏左右的階躍信號，同時采集輸入輸出信號。然后，D/A再反向在輸出一個幅度為 2伏左右負(fù)的階躍信號，