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1、xxxxx 大学大学学生实习（实训）总结报告学生实习（实训）总结报告院（系）:_电气与信息工程学院 专业班级:_自动 2010-01_学生姓名:_ _ 学 号:_ _ 实习(实训)地点:_ 校内 I512_ _报告题目:_ 积分分离 PID 温度控制系统_ _ 报告日期： 2013 年 06 月 28 日 指导教师评语: _ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）:_计算机控制技术课程设计 目录目录1 实习内容及其要求.12 PCI-1711 多功能过程通道卡 .22.1 功能特点与技术指标 .22.2 应用方法和步骤 .22.2.1 软件硬件组成 .22.2.2 安装方法.23 方
2、案设计.43.1 加热器的过程特性 .43.2 加热器温度控制系统的实现方案 .43.3 PCI-1711 和加热器接线图设计.43.4 控制程序的方案设计和模块划分 .54 数据采集与输出程序设计.64.1 PCI1711 数据采集与温度换算程序.64.2 控制量与 D/A 代码换算及输出程序.65 控制算法程序设计.75.1 曲线的程序实现 .75.2 积分分离 PID 算法.85.2.1 数字 PID 位置控制算法.85.2.2 数字 PID 增量型控制算法.85.3 PID 算法程序设计.96 控制程序的调试.106.1 主要调试内容 .106.2 调试方法.106.3 调试步骤 .1
3、07 PID 参数的整定 .117.1 PID 各个参数的影响.117.2 整定结果与分析 .118 技术小结.13参考文献 14附录 15计算机控制技术课程设计 1 实习内容及其要求11 实习内容及其要求实习目的：通过实训，让学生了解计算机控制系统的基本组成，提出计算机控制系统的设计思路，初步学会计算机控制系统软硬件设计及调试的方法，具备技术实现能力；基本上能够处理实践过程中出现的问题并提出解决办法，进一步提高学生的计算机应用水平。要求：完成一个温度单回路控制系统的设计和调试过程。主要内容:通过温度或转速的设定值和反馈值，计算其偏差，并使用 PID 控制算法输出控制信号，整定 PID 参数，
4、改进 PID 算法，使被控的温度达到设定值。具体实训内容包括 PCI-1711 过程卡的接线和测试、数据采集程序设计、PID 算法程序设计、控制输出程序设计、人机界面程序设计、PID 参数整定、实训报告。计算机控制技术课程设计 2 PCI-1711 多功能过程通道卡22 PCI-1711 多功能过程通道卡研华 PCI-1711/1731 是一款用于 PCI 总线的功能强大的数据采集卡（DAS） 。该款数据采集卡采用独特电路设计并配有完整功能可用于数据采集和控制。2.1 功能特点与技术指标PCI-1711 12-bit 低功耗、多功能 DAS 卡可编程计数器 / 定时器自动通道 / 增益切换即插
5、即用灵活的输入类型和范围设置板载 FIFO （先入先出）内存16 通道单端 A/D 输入、成本节约型可选 D/A 输出16 个数字量输入通道和 16 个数字量输出通道2 通道 D/A 输出 （仅适用于 PCI-1711）12-bit A/D 转换，采样率从最高可达 100KHz2.2 应用方法和步骤2.2.1 软件硬件组成 驱动软件 Advantech DLL drivers( 包含在产品光盘中 ) 接线电缆 PCL-10168 接线板 PCLD-8710、ADAM-3968 计算机：个人计算机或带有 PCI 总线插槽的工作站 （运行 Windows 95/98/NT）深度开发：应用软件 Ac
6、tiveDAQ、GeniDAQ 或其它第三方软件包2.2.2 安装方法（1） 安装 PCI-1711 的驱动程序，安装完成后需要运用 PCI-1711（静态）测试程序对 PCI-1711 板卡的功能进行测试，以检查 PCI-1711 卡是否完好和正确。测试软件采用研华提供的 Advantech Device Manager 进行输入输出通道检测。计算机控制技术课程设计 2 PCI-1711 多功能过程通道卡3（2） 设置好 PCI-1711 的模拟输入范围及 DA 量程跳线器，关掉 PC 机电源，将PCI-1711 插入主机的任何一个 PCI 插槽中并将外部的输入、输出线连好。按照手册连接好我
7、们要的输入输出量范围，然后接入端子板，就可以连接对象的进行采集和控制。（3） 编写程序，可以实现模拟量的输入输出。安装驱动 CD-ROM 光盘 关闭 PC 电源开始编写应用程序连接硬件 开启 PC 电源使用配置工具配置硬件阅读示例 PV_temp0=100.0/8*(caiyang_V-2); /电压到温度PV=PV_temp0;Edit_PV-Text=FloatToStrF(PV,2,1,1); /界面显示 PV 值4.2 控制量与 D/A 代码换算及输出程序由图 3.2 可知，通过当前值的采集读入内存，然后与设定值进行比较，然后利用积分分离 PID 算法，我们得出控制量。然而控制量不能直
8、接输出控制加热器，要把它转为 05V 的控制量，控制加热器温度的升降。/-U(k)控制信号输出-float Output_V=5.0*Un/100; /U(k) 温度标度转化成电压控制信号Edit_MV-Text=FloatToStrF(Un,0,3,3);MV_temp0=Un;DAQAO1-Channel=0;/选择输出通道DAQAO1-RealOutput(Output_V); /控制量的输出计算机控制技术课程设计 5 控制算法程序设计75 控制算法程序设计一般 PID 控制算法根据偏差的比例（P） ，积分(I)，微分（D）进行控制（简称 PID 控制） ，是控制系统中应用最广泛的一种控
9、制规律。实际运行的是经验和理论的分析都表明，这种控制规律对许多工业控制时，都能得到满意的结果，不过用计算机实现 PID 控制，不是简单的把模拟 PID 控制规律数字话，而是进一步与计算机的逻辑判断功能结合，使得 PID 控制规律数字话，而是进一步与计算机的逻辑判断功能结合，使得 PID 控制更加灵活，更能满足生产过程提出的要求。积分分离 PID 控制算法：在一般的 PID 控制中，当有较大的扰动或者是大幅度改变设定值时，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下，往往会产生较大的超调和长时间的波动。特别对于温度、成分等变化缓慢的过程，这一现象更为严重。因此，可采用积分分离措
10、施，即偏差e(k)较大时，取消积分作用：当偏差 e(k)较小时才将积分作用投入。当|e(k)| 时，采用 PD 控制：当|e(k)| 时，采用 PID 控制；积分分离阈值 应根据具体对象及控制要求确定。若 值过大，达不到积分分离的目的；若 的值过小，一旦被控量 y(t)无法跳出各积分分离区，只进行 PD 控制，将会出现残差。为了实现积分分离，编写程序时必须从数字PID 差分方程式中分离出积分项，进行特殊处理。5.1 曲线的程序实现在进行曲线的绘制时，我们需要将温度的设定曲线和程序中的采样程序结合起来才能够体现出程序的实时性，具体的程序如下：for(int i=0;iPicture-LoadFromFile(“BackGround.bmp“);/每画一次图清理一次Image1-Canvas-Pen-Color=clRed;/温度曲线 SP 的设置计算机控制技术课程设计
