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文檔簡介
1、計算機測控系統(tǒng)綜合實踐報告一、實踐目的利用 Labview 軟件和相關(guān)硬件設備, 完成針對直流電機速度控制對象和小型 加熱爐溫度控制對象等控制系統(tǒng)設計和綜合調(diào)試, 并對所得結(jié)果進行全面綜合分 析。二、實踐設備計算機、實驗箱、 NI 6008 數(shù)據(jù)采集卡,直流電機(風扇) 、溫控爐、連接 導線以及 Labview7.1 軟件等。三、實踐內(nèi)容1、熟悉和學習 Labview 軟件相關(guān)內(nèi)容(結(jié)合提供的書面資料和電子資料等) ;2、 利用Labview軟件根據(jù)工藝要求綜合設計前面板,包括PID控制器控制面板 (按照標準儀表調(diào)節(jié)器面板進行設計,至少有手 /自動、正/反作用、內(nèi) /外給定等 切換開關(guān), SV
2、、 MV 、 P、 I、 D 等參數(shù)的設置, SV、 PV、 MV 等參數(shù)的顯示等) 、 重要工藝參數(shù)、上下、限報警指示、重要工藝數(shù)據(jù)實時曲線顯示等;3、設計控制面板程序,利用公式節(jié)點。分支結(jié)構(gòu)等模塊實現(xiàn)控制面板各功能調(diào) 度、數(shù)據(jù)采集、基本 PID 控制算法、控制輸出等;4、結(jié)合控制對象的特點,根據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律,正確調(diào)節(jié) PID 作用方式和 PID 控制參數(shù),記錄完整的實驗曲線;5、根據(jù)上面內(nèi)容寫出完整的綜合實踐報告。四、實施步驟1、熟悉和學習Labview軟件相關(guān)內(nèi)容(最好結(jié)合實踐內(nèi)容所要求的功能針對性 的學習);2、對所用全部硬件結(jié)合實驗箱利用萬用表等工具進行單獨測試, 檢查功能是否
3、正常,按照要求連接控制系統(tǒng)輸入輸出回路,利用 Labview 軟件自帶的測試 軟件對 NI-6008 數(shù)據(jù)采集卡所用到的 AI/AO 通道進行測試(在實踐過程中如懷疑通道有問題,采用同樣的辦法測試) ;3、按照實驗要求設計前面板(先設計直流電機對象,完成后再設計加熱爐對象);4、按照實踐要求設計控制面板程序 (按輸入模塊、 控制模塊、輸出模塊的結(jié)構(gòu)), 實現(xiàn)手動控制功能;5、利用公式節(jié)點等實現(xiàn)基本 PID 控制算法;6、系統(tǒng)調(diào)試,完成速度控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的整體調(diào)試;7、記錄實驗結(jié)構(gòu),包括前操作面板,控制面板,控制參數(shù)調(diào)節(jié)結(jié)果,工藝階躍 響應調(diào)節(jié)控制曲線;8、完成實驗報告。五、補充說明1、
4、直流電機轉(zhuǎn)速控制對象,其自身控制信號大約為 -2.52.5VDC ,測量輸出信 號為幅值為 05VDC 的脈沖信號(正常情況下大約每秒 32 個脈沖,一轉(zhuǎn) 2 個脈沖,對應約 01000 轉(zhuǎn) /分鐘,每個對象都不一樣,要進行實際測試,在 編程時量程標度轉(zhuǎn)換時要用) ,要注意控制信號大約為 -2.5V 時電機轉(zhuǎn)速最快, 控制信號大約為 2.5V 時電機轉(zhuǎn)速最慢,但不一定為 0,以實際測試值而定。2、由于NI-6008卡件AO輸出信號范圍為05VDC,而控制對象自身控制 信號為-2.52.5VDC,可以利用運算放大器線性變換把 0-5VDC信號變換為-2.52.5VDC3、基本PID控制算法要求實
5、現(xiàn)無擾手/自動、正反作用切換功能;4、程序設計和系統(tǒng)調(diào)試均包括電機速度控制對象;5、在連接線路時切不可帶電操作,經(jīng)指導老師確認線路連接無誤后,才允許閉 合電源開關(guān)。六、注意事項1、本系統(tǒng)是一個軟件、硬件相結(jié)合的綜合系統(tǒng),在設計時制定好計劃,按功能 部分循序漸進完成,切不可急功近利,不做準備工作,軟硬件一氣呵成,如 果出現(xiàn)問題很難查找;2、要注意程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化, 根據(jù)控制對象特性結(jié)合計算機控制技術(shù)原理和控制 儀表的要求,仔細推敲程序的合理性,不是簡單的只要能控制就行。七、實踐結(jié)果1、前面板圖如下:Ills Ei't biri'.i JmIt &-M3I li»i
6、?T H+p» 空:Ih I*: J4御sluBrEhW.4IlSItVi'.lTrqyL1H-I-I.I«X-HTumrrj.Ti 9Q->:k gyr口丿5 usif izr| 世-rj.-ri.0-irj 0 El-ck、計| 豈妥!Stilt-|前面板包括手動輸入部分,自動控制 P、I、D參數(shù)設置部分和曲線顯示以 及報警部分。其中手動輸入部分有手自動切換按鈕, 可以實現(xiàn)手自動控制作用的 切換,自動控制部分有正反作用的切換按鈕,可以實現(xiàn)控制器正反作用的切換; 在顯示部分可以觀察控制信號,測量信號,以及轉(zhuǎn)速脈沖信號的變化和狀態(tài), 可 以根據(jù)曲線的狀態(tài)來分析
7、被控對象和控制系統(tǒng)的性能,還可以通過轉(zhuǎn)速刻度盤直 觀的觀察轉(zhuǎn)速的狀態(tài),還可根據(jù)信號等直觀的觀察轉(zhuǎn)速是否超限。2、控制程序圖如下:lit! I 了IwAe Ef <-3< Ilario.畫11砸1面尋*3、低速報警時畫面mi算海皿扇轉(zhuǎn)速控制卓統(tǒng)|iu ik xMl 4 k、l+蜩O' 廠td支Id亍".?tFt£|1E dCM| jtLJ于 n 匚i* a4、高速報警時畫面砥疋床- 3 2 JG-I*.!*I: EE£ I K-ii i5、手動控制時畫面JH di I £>! JbbI-L t nda fi faJn-飆審轉(zhuǎn)舉控週
8、空omalE!6rrL3lLakif<kfIVMh越訪|R Hi*KF-冷LRSZIH-S2.I芝2 DI H g.q 0.5- at D.1 D.F D.tHU 4 Bfi'a? 曲LdM幵.甘, 曲S3|臣門6、手自動無擾切換時畫面翫HK楓審轉(zhuǎn)舉控週竺JHlKmm跑.g!和Ji I DrL“awii liJiJm-屈|«|叫qrw:皐 8-Kl!-?oVL3lLakg-fal fTVFJE |l亍叱jil W7fi gkf-Tlps-laLtins - * hl J s1-? rjd#*sl 口 *兇3 Li>?izrI S »r j. riEl w
9、j ¥3 iiLiek >! be m- | jF 'iitEX?7| 也匸ItHE占 iK - k?r在手動控制時要使SV的值跟隨測量值的變化,使兩者的值相等,這樣當在 手動狀態(tài)下達到穩(wěn)定狀態(tài)時,切換到自動控制狀態(tài)時,自動控制系統(tǒng)在PID的控制作用下,就能實現(xiàn)手動到自動控制的無擾動切換, 而自動到手動的切換一般 都是無擾切換,這樣就實現(xiàn)了系統(tǒng)的無擾切換。丿八、實踐總結(jié)通過本次計算機測控系統(tǒng)綜合實踐,我對計算機控制系統(tǒng)的組成有了更加 直觀和深刻的認識,對計算機控制系統(tǒng)的設計方法有了初步的了解,在控制系 統(tǒng)設計過程中,學會了 Labview軟件的基本使用方法,鍛煉了自己的獨立學習 和快速學習的能力,實
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