PID调节器Word文档下载推荐.docx
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智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控制系统包括控制器﹑传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;
控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。
关键词:
比例带δ;
PID的输入偏差△e;
积分作用;
微分作用;
被调量;
静差。
一、设计任务与要求
1.设计一个负反馈放大电路
2.能实现比例运算电路、积分电路和微分电路的功能
二、方案设计与论证
设计一个PID调节器,PID控制器就是根据系统的误差利用比例积分微分计算出控制量,比例积分微分(PID)控制包含比例(P)、积分(I)、微分(D)三部分,实际中也有PI和PD控制器。
图2.1
上图中给出了一个PID控制的结构图,控制器输出和控制器输入(误差)之间的关系在时域中可用公式表示如下:
(1-1)
公式中表示误差、控制器的输入,是控制器的输出,为比例系数、积分时间常数、为微分时间常数。
式又可表示为:
公式中和分别为和的拉氏变换,,。
、、分别为控制器的比例、积分、微分系数。
三、单元电路设计与参数计算
图3.1
分析:
上面电路中的输入支路和反馈支路中都有电阻、电容元件,因此直接在时域里求出输出与输入的关系比较困难。
如果先在S域里求出电路的传递函数(即输出与输入的关系),再利用拉氏反变换得到时域里的输出与输入的关系,这样就比较容易些。
设
由图3.1可知
在对上式进行拉氏反变换,因S表示微分,1/S表示积分。
S一次方表示微分一次,二次方表示微分两次,S负一次方表示积分一次,负两次方表示积分两次。
因此式中的第一、第二项表示比例运算,第三项表示微分运算,第四项表示积分运算,所以
上述电路的输出输入关系为比例-积分-微分运算,又称为PID运算。
在自动控制系统中经常用作为PID调节器。
四、总原理图及元器件清单
(1)原理图4.1
根据“虚短”和“虚断”的原则,
输出电压U等于R上电压u和C上电压u之和,而
因为电路中含有比例、积分、微分运算,故称之为PID调节器。
当R=0时,电路只有比例和积分运算部分,称之为PI调节器;
当C=0时,电路只有比例和微分运算部分,称之为PD调节器;
根据控制中的不同需要,采用不同的调节器
元件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
R1.R2.R3
0—5k可调
3
C1.C2.C3
10微法
集成块
uA741
1
所需主要仪器设备等实验条件
仪器设备名称
需进入实验室名称
实验材料
双踪示波器
模拟电路
低频信号发生器
电阻、电容若干
晶体管毫伏表、万用表
万能板等
电路板制作工具
五、安装与调试
根据电路图用电烙铁焊接上各个元器件,焊接完毕后检查各连线。
当R=0时,电路只有比例和积分运算部分,称之为PI调节器,输出电压和输入电压的关系式为:
当C=0时,电路只有比例和微分运算部分,称之为PD调节器,输出电压和输入电压的关系式为:
六、性能测试与分析:
(一)当输入为正弦信号:
1、R1=5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.1
图6.2
从图6.1中分析可知:
输出与输入的关系符合比例关系。
2、R1=2.5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.2
从图6.2中分析可知:
输出与输入的关系符合积分关系。
3、R1=2.5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.3
从图6.3中分析可知:
输出与输入的关系符合微分关系。
4、R1=2.5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10mFf=10HZV=3v
图6.4
5、R1=2.5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.5
从图6.5中分析可知:
输出与输入的关系符合比例微分关系。
(二)、当输入为三角波:
1、R1=5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.6
从图6.6中分析可知:
图6.7
从图6.7中分析可知:
3、R1=5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.8
从图6.8中分析可知:
4、R1=2.5KΏR2=2.5KΏC1=C2=10μFf=10HZV=3v
图6.9
从图6.9中分析可知:
输出与输入的关系符合比例积分关系。
图6.10
从图6.10中分析可知:
(三)、当输入为方波信号
图6.11
从图6.11中分析可知:
图6.12
从图6.12中分析可知:
图6.13
从图6.13中分析可知:
图6.14
从图6.14中分析可知:
图6.15
从图6.15中分析可知:
七、结论与心得
通过这次实验,使我们比较深入地掌握了负反馈放大电路的设计方法,以及比例运算电路、微分电路和积分电路的设计方法;
并且学会了制作电路,熟练的掌握调试方法与测试参数;
同时还提高了我们的动手能力和测试技术能力,特别是感谢成天乐老师,给予了我很多难题上的指导。
八、参考文献
[1]陈明义.电子技术课程设计实用教程中南大学出版社2007
[2]康华光.电子技术基础数字部分(第四版)高等教育出版社2000.7
[3]任为民.电子技术基础课程设计中央广播电视大学出版社1997.10
[4]康华光.电子技术基础数字部分(第五版)高等教育出版社2006.2
收音机工艺实习报告
一:
实习目的
1、了解超外差收音机的工作原理和性能特点;
2、学习识别各种电子元器件,学会看电路图;
3、了解电子焊接的原理和方法,掌握焊接技术;
4、培养动手实践能力和团队协作精神
二:
实习器材及介绍
(1)
电烙铁:
由于焊接的元件多,所以本次使用的是外热式电烙铁,功率为30
w,烙铁头是铜制。
(2)
工具箱:
工具箱内装有斜口钳、螺丝刀、镊子等必备工具。
(3)
焊锡丝:
为锡铅合金。
通常用于电子设备的锡焊。
其锡铅比60/40。
它的熔点低,焊接时,焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固,焊点光亮美观。
(4)松香。
(5)支架:
放置热的电烙铁。
(6)收音机元件。
附收音机元件表:
三、实习步骤
(1)熟悉电路元件,掌握烙笔的使用方法
(2)发收音机装配零件,检查和熟悉各种零件
(3)熟悉收音机的装配图
(4)组装收音机
(5)焊接
(6)调试过程
四、收音机
(1)收音机原理图:
图4.1
(2)工作原理
当调幅信号感应到T1及CA组成的天线调谐回路,选出我们所需的电信号F1从IC10脚进入IC(CXA1691BM);
本振电路由T2、C16、CB组成,振荡频率高出F1频率一个中频的F2(F1+465KHz)例:
F1=700KHz则F2=700+465KHz=1165KHz的信号从IC的5脚输入IC内部与F1的信号会合进行混频,混频后的中频信号从IC的14脚输出经中频变压器T3选频再经CF2、465KHZ中频虑波器选频,选频后的中频信号从IC的16脚输入内部进行中频放大、检波,检波后的音频信号从IC的23脚输出经C14耦合从24脚输入IC内部进行低频功率放大,放大后的音频信号从IC27脚输出经C18耦合电容推动扬声器或耳机。
当拉杆天线感应到的调频信号经C2电容耦合,从IC的12脚输入IC内部进行高频放大,由L2、C3、CE组成的选频调谐回路,选出我们所需的高频电信号F3从IC的9脚进入IC(CXA1691BM);
本振电路由L3、C4、CD组成,振荡频率高出F3频率一个中频的F4(F3+10.7MHz)例:
F3=90MHz则F4=90+10.7MHz=100.7MHz的信号从IC的7脚输入IC内部与F3的信号会合进行混频,混频后的中频信号从IC的14脚输出经R4再经CF1、10.7MHZ中频虑波器选频,选频后的中频信号从IC的17脚输入内部进行中频放大、鉴频,鉴频后的音频信号从IC的23脚输出经C14耦合从24脚输入IC内部进行低频功率放大,放大后的音频信号从IC27脚输出经C18耦合电容推动扬声器或耳机。
五、实习器材介绍
(1)电烙铁:
由于焊接的元件多,所以使用的是外热式电烙铁,功率为60w,烙铁头是铜制。
(2)螺丝刀、镊子等必备工具。
(3)松香和锡,由于锡它的熔点低,焊接时,焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固,焊点光亮美观。
(4)两节5号电池。
实习心得:
通过这次实习我了解了收音机的各基本原件的工作原理,以前觉得很不可思议的事情,现在看来都不在那么难了,在做收音机的过程中遇到了许多的问题,特别是在焊接的过程中,要拿个那么大的电烙铁在那么小的PCB板上焊接,一不小心就会造成电路短路,并且初次进行焊接焊得也不是很牢靠,其中几个原件都差点焊接错位,还好后来比较好的弥补了这个错误,后来总算还能够收到台,也算没有白费这个礼拜的实习,在以后的实习中我将更加的用心的。
Protel实习报告
一、实习目的
1.熟悉PROTEL的基本操作。
2.了解并掌握用Protel软件绘制简单电路图
3.掌握用Protel软件设计库元件。
4.学会利用Protel设计PCB图。
二、设计任务
1.绘制收音机电路原理图。
2.根据电路原理图生成相应的PCB图。
三、实验内容:
3.1
绘制简单的SCH文件
3.1.1SCH原理图
1.建立原理图纸:
File/new/File/new/Schematicdocument/
建立sheet1.sch;
2.选择图纸样式:
Design/Opinion/
设置图纸格式;
3.定位元件和加
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- 关 键 词:
- PID 调节器