实验一 PID 参数整定
一、 实验目的
1、了解PID 调节原理，P 、I 、D 对被控系统调节过程的影响。
2、利用Simulink 工具箱对PID 参数进行整定。
二、 实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、 实验原理和步骤
（一）实验原理
1、 PID 控制参数
PID 调节的动作规律是
??
????++=?dt t de T dt t e Ti t e K t u D t p )()(1)()(0（式1-1） 式1-1中，Kp 为比例系数；Ti 为积分时间常数；TD 为微分时间常数；u(t)为控制器输出；e(t)为控制器输入。
2、PID 参数Kp 、Ti 、TD 对控制过程的影响
（1） 比例系数Kp 。增大Kp ，比例带δ减小，加快系统的响应速度，有利于减小残差，但不能消除残差。Kp 过大会使系统产生超调，振荡次数增多，调节时间长，影响系统的稳定性。
（2） 积分时间常数Ti 。增大Ti ，可减小超调，减小振荡，使系统稳定，消
除残差。
（3） 微分时间常数TD 。加入TD 调节，可改善系统动态特性，减小超调量，
缩短调节时间。微分时间过大或过小都会影响超调量，只有适当的微分时间常数才能获得满意的调节过程。微分作用使得系统对扰动变敏感。
（二）实验内容
1、过程控制系统常用的PID 调节器传递函数为
s K s
K K s G D I p ++=)( （式1-2） 式1-2中，Kp ，Ki ，KD 分别是比例系数、积分系数、微分系数。
2、某被控对象为二阶惯性环节，其传递函数为：)12)(15(1)(++=
s s s G ；测量装置和调节阀的特性为：1)(,1
101)(=+=s G s s G v m 。现采用稳定边界法整定PID 参数：
（1）启动Matlab 的Simulink 工具箱，搭建系统方框图，如图1所示
图1
（2）双击图1中的3个Gain元件，在其对话框里填入Kp、Ki和Kd，将仿真环境中的“Stop Time”设置为60，“Relative tolerance”设置为1e-5【在菜单栏simulation---configuration parameters】。
（3）在Matlab环境下初始化相应的PID参数变量。回到Matlab Command Windows，键入以下代码：
（4）回到Simulink环境下，点击“开始”按钮开始仿真。未整定PID参数前，在比例系数Kp=1的调节下，被控系统的输出曲线如图2所示。
图 2
（5）利用稳定边界法整定PID三个参数。先选取较大的Kp，例如100，使系统出现不稳定的增幅振荡，然后采取折半取中的方法寻找临界增益，例如第一个点是Kp=50，如果仍未增幅振荡则选取下一点Kp=25，否则选取Kp=75。直到出现等幅振荡为止，如图3所示。
此时Kp=12.5，等幅振荡两峰值之间的时间为T=15.2s。（大约值）
键入以下代码：
然后回到Simulink环境下，点击：“开始”按钮仿真，得阶跃响应曲线如图4所示：
从图4可得，系统的响应曲线过渡过程时间超过30s，超调量大于50%，可
降低积分系数Ki重新进行仿真。
思考题：
1、减小Ki，保持Kp和Kd不变，使系统的阶跃响应超调量在30%左右。
2、如何调整Kp、Ki、Kd，使系统的阶跃响应没有超调量。并用MATLAB仿真。
实验二 单回路控制系统的设计与仿真
一、实验目的
1、了解PID 调节原理，P 、I 、D 对被控系统调节过程的影响。
2、掌握利用Simulink 工具箱对单回路控制系统分别采用PID 、PD 和大积分PID 控制规律的区别。
二、实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、实验内容
1、已知被控对象的传递函数为)
120(1)(2++=s s s G ，执行器的传递函数为：)11.0(1)(+=s s W v ，检测变送仪表传递函数为)
11.0(1)(+=s s W m 。 2、单回路控制系统的方框图，如图1所示。
图1
3、用MATLAB 的Simulink 画出上述系统，如图2所示。
图2
4、按照实验一设置图2回路1的PID 参数，使得被控参数曲线没有超调。记录此时Kp ，Ki ，Kd 值和仿真曲线。
5、图2回路2采用PD 调节，去掉积分调节作用，记录仿真曲线，与回路1曲线比较。
6、图2回路3采用大比例积分PID 调节，增大Ki=30，记录仿真曲线，与回路1和回路2曲线比较。
实验三 串级控制系统的设计与仿真
一、实验目的
1、了解串级控制系统的特点。
2、掌握利用Simulink 工具箱对串级控制系统的参数进行整定的方法。
二、实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、实验内容
1、已知主被控对象传递函数为：)
1100(1)(01+=s s W ，副被控对象传递函数为：)110(1)(02+=s s W ，副环干扰通道传递函数为：)
120(1)(2++=s s s W d ，主、副测量变送装置和执行器传递函数分别为：)11.0(1)(2+=
s s W m ， )11.0(1)(1+=s s W m ，)11.0(1)(+=
s s W v 。 2、画出串级控制系统框图及想用控制对象下单回路控制系统的框图。
图1
图2
3、用MATLAB 的Simulink 画出上述两个系统，分别如图3串级控制系统和图4单回路控制系统。
图 3
图 4
4、图3中，分别设定主调节器和副调节器的参数，使得串级控制系统的控制性能良好。记录仿真曲线。（提示主调节器采用P比例调节，Kp在80-120之间，副调节器采用PD调节，Kp在40-60之间，Kd在15-25之间）。
5、图4中，采用步骤4所得到的主调节器参数，得到单回路控制系统的阶跃响应曲线，并记录下来，与图3的响应曲线做比较。
实验四 Simth 预估补偿控制仿真
一、实验目的
1、了解Simth 预估补偿控制的特点。
2、掌握利用Simulink 工具箱对采用Smith 补偿器的反馈控制系统的PID 参数进行整定的方法。
二、实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、实验内容
1、已知被控对象的传递函数为：s e s s W 40)
120(1)(-+= 2、画出采用Smith 补偿器的反馈控制系统的方框图及相应的单回路控制系统方框图：
图1
图2
3、用MATLAB 的Simulink 画出上述系统，分别如图3的Smith 补偿控制和图4单回路控制。
图3
图4
4、调节图3中的PID参数，使得采用Smith补偿器的反馈控制系统控制性能良好，并记录仿真曲线。
5、采用图3所调整的PID参数，作用于图4 单回路控制系统中，记录仿真曲线，比较图3和图4两条仿真响应曲线。分析图4单回路控制系统曲线失真原因。
PLC综合实验课题 1.总体要求： 对每一课题必须绘制运行工序图，设计的PLC控制系统包括：PLC I/O分配、控制线路图设计、梯形图设计；将设计的PLC程序利用手持式编程器送入PLC 并调试通过，符合课题提出的控制要求后，提交现场验收。 实验报告书在提交上述内容的基础上，还要讨论调试心得。 2.实验课题 课题一：小车往返运动控制 小车往返运动情况参如图1。 SQ1 SQ2SQ3 图 1 初态：小车启动前位于导轨的中部（如图1中位置）。系统运行要求如下：1）按启动按钮SB1，小车前进，到SQ1处停车，延时5s后小车后退； 2）小车后退至SQ2处停车，延时5S后第二次前进，到SQ3处后再次后退； 3）后退至SQ2处停车。 要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。 课题二：三台电机顺序控制 三台电机顺序控制要求如下：M1运行10S 后停止，M2自行启动；M2运行5S 后停止，M3自行启动；M3运行5S后停止，M1重新自行启动运行，如此反复三次后所有电机停止运行，指示开始灯闪烁，按停车按钮指示灯闪烁停。 要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。
课题三：机械手PLC 控制 悬挂式机械手结构示意图如图3 。 图 3 SQ1 SQ4 机械手工作控制方式分手动、单步、单周期和连续控制，控制方式采用转换开关进行，（手动时X6=ON ，单步时X7=ON ，单周期X10=ON ，连续X11=ON ）。 连续操作过程如下： 机械手必须在原位（图3中A 点），按启动按钮SB1，机械手开始动作： 下降→夹紧（电磁阀得电）→上升→右行→下降→放松（电磁阀失电）→上升→左行回到原位→下降（循环执行） 连续操作过程中按停止按钮SB2，必须完成一个工作循环回到A 点后停止运行。 单周期操作：机械手在原位，按启动按钮，机械手工作一个周期后停在原位。 单步操作：机械手在原位开始，按一次启动按钮，机械手自动完成一步后自动停止，再按一次启动按钮机械手自动完成下一步后自动停止…… 手动操作是指机械手的上升/下降、右行/左行、夹紧/放松可以用按钮单独操作，工作方式采用转换开关进行选择，具体控制要求如下： X20=ON ：按住启动按钮SB1，机械手左行；按住停止按钮SB2，机械手右行； X21=ON ：按住启动按钮SB1，机械手上升；按住停止按钮SB2，机械手下降； X22=ON ：按住启动按钮SB1，机械手夹紧；按住停止按钮SB2，机械手放
控制工程基础实验指导书 自控原理实验室编印
（内部教材）
实验项目名称: （所属课 程: 院系: 专业班级: 姓名: 学号: 实验日期: 实验地点: 合作者: 指导教师: 本实验项目成绩: 教师签字: 日期: （以下为实验报告正文） 、实验目的 简述本实验要达到的目的。目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。 二、实验仪器设备 列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。 三、实验内容 简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。 四、实验步骤 简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。 五、实验结果
给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。 六、讨论 分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。 七、参考文献 列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资 料。 格式如下 作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码
实验一控制系统典型环节的模拟、实验目的 、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法; 、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性; 、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。 二、实验仪器 、控制理论电子模拟实验箱一台; 、超低频慢扫描数字存储示波器一台; 、数字万用表一只;
、各种长度联接导线。 三、实验原理 运放反馈连接 基于图中点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 、比例环节 实验模拟电路见图所示 U i R i U o 接示波器 以运算放大器为核心元件，由其不同的输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图所示。图中和为复数阻抗，它们都是构成。 Z2 Z1 Ui ,— U o 接示波器 得:
成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称：单容水箱液位过程控制 班级：2011级自动化过程控制方向 姓名： 学号：
目录 前言 一．过程控制概述 (2) 二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三．系统组成与工作原理 (5) （一）外部组成 (5) （二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) （三）其它模块和功能 (8) 四．调试过程 (9) （一）P调节 (9) （二）PI调节 (10) （三）PID调节 (11) 五．心得体会 (13)
前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。 其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。 第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。
《数据库原理及使用》实验指导书 （适用于计算机科学和技术、软件工程专业） 热风器4 计算机科学和技术学院 2011年12月 ⒈本课程的教学目的和要求 数据库系统产生于20世纪60年代末。30多年来，数据库技术得到迅速发展，已形成较为完整的理论体系和一大批实用系统，现已成为计算机软件领域的一个重要分支。数据库原理是计算科学和技术专业重要的专业课程。 本课程实验教学的目的和任务是使学生通过实践环节深入理解和掌握课堂教学内容，使学生得到数据库使用的基本训练，提高其解决实际问题的能力。 ⒉实验教学的主要内容 数据库、基本表、视图、索引的建立和数据的更新；关系数据库的查询，包括单表查询、连接查询、嵌套查询等；数据库系统的实现技术，包括事务的概念及并发控制、恢复、完整性和安全性实现机制；简单数据库使用系统的设计实现。 ⒊实验教学重点 本课程的实验教学重点包括： ⑴数据库、基本表、视图、索引的建立和数据的更新； ⑵SQL的数据查询； ⑶恢复、完整性和安全性实现机制； ⑷简单数据库使用系统的设计实现； 4教材的选用 萨师煊,王珊.数据库系统概论(第四版).北京:高等教育出版社.2006,5 实验1创建数据库（2学时） 实验目的 １．学会数据表的创建； ２．加深对表间关系的理解； ３．理解数据库中数据的简单查询方法和使用。 实验内容 一、给定一个实际问题，实际使用问题的模式设计中至少要包括3个基本表。使用问题是供应商给工程供应零件（课本P74）。 1.按照下面的要求建立数据库： 创建一个数据库，数据库名称可以自己命名，其包含一个主数据文件和一个事务日志文件。注意主数据文件和事务日志文件的逻辑名和操作系统文件名，初始容量大小为5MB，
数控插补多轴运动控制系统解剖实验 实验学时：8 实验类型：独立授课实验 实验要求：必修 一、实验目的 1、通过本实验使学生掌握数控插补多轴控制装置的基本工作原理； 2、根据常用低压电器原理分析各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动实现的控制原理； 3、根据机电一体化产品的设计要求和设计流程进行运动控制系统的功能分析、机械结构分析、控制系统分析以及相关传感器选型等方面的设计内容。 本实验以数控插补多轴运动控制系统为具体对象，使学生掌握机电一体化产品设计和开发的技术流程和主要内容，通过运动控制系统的实现过程掌握常用电气元件识别和原理、数控插补原理、位置伺服控制系统等的设计和实现方式。 二、实验内容 1、通过数控插补多轴控制装置及其相关系统的测试和观察，分析数控插补的工作原理； 2、分析系统的功能、机械结构分析、运动关系以及相关传感器等，分析其相关的机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节等； 3、根据常用低压电器原理，分析系统各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动过程实现的控制原理，并绘制相关的控制原理图和系统连接图。 三、实验设备 1、多轴运动控制系统一套（含电控箱） 2、PC机一台 3、GT-400-SG-PCI 卡一块（插在PC机内部）
四、实验原理 该数控插补多轴运动控制系统是依据开放式数控系统原理构建的，其以通用计算机（PC）的硬件和软件为基础，采用模块化、层次化的体系结构，能通过各种形式向外提供统一应用程序接口的系统。开放式数控系统可分为 3类：（1）CNC 在 PC中；（2）PC作为前端，CNC作为后端；（3）单 PC，双 CPU平台。 本实验采用第一类，把顾高公司的 GT-400-SG-PCI 多轴运动控制卡插入PC 机的插槽中，实现电机的运动控制，完成多轴运动控制系统的控制。其优点如下：（1）成本低，采用标准 PC机；（2）开放性好，用户可自定义软件；（3）界面比传统的 CNC 友好。 图1为该系统的硬件构成图，运动平台机械本体采用模块化拼装，主要由普通PC机、电控箱、运动控制卡、伺服（步进）电机及相关软件组成。其主体由两个直线运动单元（GX系列）组成。每个GX系列直线运动单元主要包括：工作台面、滚珠丝杆、导轨、轴承座、基座等部分，其结构见图2。伺服型电控箱内装有交流伺服驱动器，开关电源，断路器，接触器，运动控制器端子板，按钮开关等。步进型电控箱则装有步进电机驱动器，开关电源，运动控制器端子板，船形开关等。 图1 数控插补多轴控制系统硬件构成
机电传动控制实验指导书 实验一、继电—接触器控制三相异步电动机 一、实验目的 1．熟悉继电—接触器断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握三相异步电动机主回路和控制回路的接线方法； 3．了解继电—接触器断续控制电路的组成 二、实验使用仪器、设备 1．DB电工实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。 三、实验要求 实现三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，才能起动M2； (3) 停车时，M2停止后，才能停M1； (4) 具有短路和过载保护； (5) 画出主电路和控制电路。 四、实验参考电路
五、实验步骤 1．按布局图要求将各元器件定位； 2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈； 4．自查并互查连接线； 5．合上电源，调试电路； 6．观察电动机的运行情况。 六、实验注意事项 1．操作前切断总电源； 2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。 七、思考题 1．熔断器与热继电器可否省去其中任何一个？为什么？2．熔断器与热继电器的规格可否随意选择？为什么？3．连接电线的规格可否随意选择？为什么？ 4．交流接触器可否带直流负载？为什么？
实验二、PLC控制三相异步电动机 一、实验目的 1．了解PLC——AC电动机断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握继电—接触器逻辑电路与PLC梯形图的转换方式； 3．熟悉PLC控制系统的接线方法； 3．了解PLC断续控制电路的组成。 二、实验使用仪器、设备 1．PLC模拟实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。 三、实验要求 实现PLC对三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，延时5分钟再可起动M2； (3) 停车时，M2停止后，延时2分钟再可停M1； (4) 主电路同实验一。 四、实验参考电路与梯形图 1．电路
实验二二阶系统的瞬态响应分析 一、实验目的 1、熟悉二阶模拟系统的组成。 2、研究二阶系统分别工作在ξ=1，0<ξ<1，和ξ> 1三种状态下的单 位阶跃响应。 3、分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量σP、峰值时间tp和调 整时间ts。 4、研究系统在不同K值时对斜坡输入的稳态跟踪误差。 5、学会使用Matlab软件来仿真二阶系统，并观察结果。 二、实验仪器 1、控制理论电子模拟实验箱一台； 2、超低频慢扫描数字存储示波器一台； 3、数字万用表一只； 4、各种长度联接导线。 三、实验原理 图2-1为二阶系统的原理方框图，图2-2为其模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成，图中K=R2/R1，T1=R2C1，T2=R3C2。 图2-1 二阶系统原理框图
图2-1 二阶系统的模拟电路 由图2-2求得二阶系统的闭环传递函 12 22 122112 /() (1)()/O i K TT U S K U S TT S T S K S T S K TT ==++++ :而二阶系统标准传递函数为 (1)(2), 对比式和式得 n ωξ== 12 T 0.2 , T 0.5 , n S S ωξ====若令则。调节开环增益K 值，不仅能改变系统无阻尼自然振荡频率ωn 和ξ的值，可以得到过阻尼(ξ>1)、 临界阻尼（ξ=1）和欠阻尼（ξ<1）三种情况下的阶跃响应曲线。 （1）当K >0.625， 0 < ξ < 1，系统处在欠阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为： 图2-3 0 < ξ < 1时的阶跃响应曲线 （2）当K =0.625时，ξ=1，系统处在临界阻尼状态，它的单位阶跃响应表达式为： 如图2-4为二阶系统工作临界阻尼时的单位响应曲线。 (2) +2+=222n n n S S )S (G ωξω ω1 ()1sin( ) (3) 2-3n t o d d u t t tg ξωωωω--=+=式中图为二阶系统在欠阻尼状态下的单位阶跃响应曲线 e t n o n t t u ωω-+-=)1(1)(
过程控制系统Matlab/Simulink 仿真实验 实验一 过程控制系统建模 ............................................................................................................. 1 实验二 PID 控制 ............................................................................................................................. 2 实验三 串级控制 ............................................................................................................................. 6 实验四 比值控制 ........................................................................................................................... 13 实验五 解耦控制系统 . (19) 实验一 过程控制系统建模 指导内容：（略） 作业题目一： 常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。 作业题目二： 某二阶系统的模型为2 () 22 2n G s s s n n ?ζ??= ++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ?两个参数。试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶 系统的理解，分别进行下列仿真： （1）2n ?=不变时，ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线； （2）0.8ζ=不变时，n ?分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。
实验三十八三相异步电动机顺序启动控制 一、实验目的 1、通过各种不同顺序控制的接线，加深对一些特殊要求机床控制线路的了解。 2、进一步加深学生的动手能力和理解能力，使理论知识和实际经验进行有效的结合。 三、实验方法 1、三相异步电动机起动顺序控制（一）： 按图38-1接线。因每台实验装置只配一只电机和热继电器，故须用灯组负载来模拟M2，FR2不接。图中U、V、W为实验台上三相调压器的输出插孔。 (1) 将调压器手柄逆时针旋转到底，启动实验台电源，调节调压器使输出线电压为220V。 FR1 图 38-1 起动顺序控制（一）
(2) 按下SB 1，观察电机运行情况及接触器吸合情况。 (3) 保持M 1运转时按下SB 2，观察电机运转及接触器吸合情况。 (4) 在M 1和M 2都运转时，能不能单独停止M 2? (5) 按下SB 3使电机停转后，按SB 2，电机M 2是否起动？为什么？ 图38-2 起动顺序控制（二） 2、三相异步电动机起动顺序控制（二）： 本实验须将两台实验装置的配件合并才能实施。 按图38-2接线。图中U 、V 、W 为实验台上三相调压器的输出插孔。 (1) 将调压器手柄逆时针旋转到底，启动实验台电源，调节调压器使输出线电压为220V 。 (2) 按下SB 2，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (3) 再按下SB 4，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (4) 单独按下SB 3，观察并记录电机及各接触器运行状态。 (5) 在M 1与M 2都运行时，按下SB 1，观察电机及各接触器运行状态。 四、讨论题 1、画出图38-1、38-2的运行原理流程图。 2、比较图38-1、38-2二种线路的不同点和各自的特点。 3、例举几个顺序控制的机床控制实例，并说明其用途。 FR
实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法； 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （2）矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' （4）使用冒号选出指定元素 已知：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素； （5）方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 （2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π] （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π] 5、基本绘图控制 绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求： （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件：计算1+2+?+n<2000时的最大n值； （2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。
单回路控制系统实验 单回路控制系统概述 实验三单容水箱液位定值控制实验 实验四双容水箱液位定值控制实验 实验五锅炉内胆静( 动) 态水温定值控制实验 实验三 实验项目名称: 单容液位定值控制系统 实验项目性质: 综合型实验 所属课程名称: 过程控制系统 实验计划学时: 2学时 一、实验目的 1．了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2．掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4．了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验内容和( 原理) 要求 本实验系统结构图和方框图如图3-4所示。被控量为中水箱( 也可采用上水箱或下水箱) 的液位高度, 实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反
馈信号, 在与给定量比较后的差值经过调节器控制电动调节阀的开度, 以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制, 系统的调节器应为PI或PID控制。 三、实验主要仪器设备和材料 1．实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、计算机一台、万用表一个; 2．SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根; 3．SA-44挂件一个、CP5611专用网卡及网线、PC/PPI通讯电缆一根。 四、实验方法、步骤及结果测试 本实验选择中水箱作为被控对象。实验之前先将储水箱中贮足水量, 然后将阀门F1-1、F1-2、F1-7、F1-11全开, 将中水箱出水阀门F1-10开至适当开度, 其余阀门均关闭。 具体实验内容与步骤按二种方案分别叙述。 ( 一) 、智能仪表控制 1．按照图3-5连接实验系统。将”LT2中水箱液位”钮子开关拨到”ON”的位置。
《数据库技术及应用》实验指导书
实验环境 1．软件需求 （1）操作系统：Windows 2000 Professional，或者Windows XP （2）数据库管理系统：SQL Server2000 （3）应用开发工具：Delphi7.0 （4）其它工具：Word 2．硬件需求 （1）PC机 （2）网络环境
基本需求信息 一、对某商场采购销售管理进行调研后，得到如下基本需求信息： 该商场有多名工作人员（主要是采购员和销售员），主要负责从供应商处采购商品，而后将商品销售给客户。采购员主要负责根据商场的销售情况确定要采购的商品，并与供应商联系，签订采购单。销售员主要负责将采购来的商品销售给客户，显然一个客户一次可能购买多种商品。一个供应商可以向该商场供应多种商品，而一种商品也可以由多个供应商供应。 商场的管理者每个月需要对该月已采购的商品和已销售的商品进行分类统计，对采购员和销售员的业绩进行考核，对供应商和客户进行等级评定，并计算商场利润。 二、E-R图 三、需要建立的数据表如下 1．供应商表：供应商ID，供应商名称，地区，信誉等级 2．供应表：供应商ID，商品ID，商品单价 3．商品表：商品ID，商品名称，商品库存量，商品均价 4．采购单表：采购单ID，采购员ID，供应商ID，采购总金额，签订日期 5．采购明细表：采购单ID，商品ID，采购数量，商品单价 6．销售单表：销售单ID，销售员ID，客户ID，销售总金额，签订日期 7．销售明细表：销售ID，商品ID，销售数量，商品单价，单价折扣 8．客户表：客户ID，客户名称，联系电话，客户等级 9．职员表：职员ID，职员姓名，职员类型
过程控制系统实验指导书 王永昌 西安交通大学自动化系 2015.3
实验一先进智能仪表控制实验 一、实验目的 1．学习YS—170、YS—1700等仪表的使用； 2．掌握控制系统中PID参数的整定方法； 3．熟悉Smith补偿算法。 二、实验内容 1．熟悉YS-1700单回路调节器与编程器的操作方法与步骤，用图形编程器编写简单的PID仿真程序； 2．重点进行Smith补偿器法改善大滞后对象的控制仿真实验； 3．设置SV与仿真参数，对PID参数进行整定，观察仿真结果，记录数据。 4．了解单回路控制，串级控制及顺序控制的概念，组成方式。 三、实验原理 1、YS—1700介绍 YS1700 产于日本横河公司，是一款用于过程控制的指示调节器，除了具有YS170一样的功能外，还带有可编程运算功能和2回路控制模式，可用于构建小规模的控制系统。其外形图如下： YS1700 是一款带有模拟和顺序逻辑运算的智能调节器，可以使用简单的语言对过程控制进行编程（当然，也可不使用编程模式）。高清晰的LCD提供了4种模拟类型操作面板和方便的双回路显示，简单地按前面板键就可进行操作。能在一个屏幕上对串级或两个独立的回路进行操作。标准配置I/O状态显示、预置PID控制、趋势、MV后备手动输出等功能，并且可选择是否通信及直接接收热偶、热阻等现场信号。对YS1700编程可直接在PC机上完成。
SLPC内的控制模块有三种功能结构，可用来组成不同类型的控制回路：（1）基本控制模块BSC，内含1个调节单元CNT1，相当于模拟仪表中的l台PID调节器，可用来组成各种单回路调节系统。 （2）串级控制模块CSC，内含2个互相串联的调节单元CNTl、CNT2，可组成串级调节系统。 （3）选择控制模块SSC，内含2个并联的调节单元CNTl、CNT2和1个单刀三掷切换开关CNT3，可组成选择控制系统。 当YS1700处于不同类型的控制模式时，其内部模块连接关系可以表示如下：（1）、单回路控制模式
《网络数据库实验》指导书计算机科学与技术专业 佛山科学技术学院计算机系 2015年3月
目录 实验一数据库和数据库表操作 (1) 实验二数据库单表查询 (5) 实验三数据库多表连接查询 (9) 实验四数据库嵌套查询和组合查询 (11) 实验五数据的更新 (17) 实验六 T-SQL语言 (19) 实验七视图与索引 (24) 实验八存储过程的实现 (27) 实验九触发器的实现 (32) 实验十数据库的安全性 (36) 实验十一备份、还原与导入、导出 (37) 实验十二数据库应用系统设计 (38) 参考资料 1．王珊萨师煊.《数据库系统概论》（第四版）.北京：高等教育出版社，2006 2．方风波. 网络数据库项目教程. 北京：电子工业出版社，2012 3．吴德胜. SQL Server入门经典. 北京：机械工业出版社，2013 公共邮箱：fosucomputer@https://www.doczj.com/doc/bc2232962.html, 邮箱密码：computer
学生-课程数据库xscj中用到的四个表文件如下： 1.学生表（Student表） Student表（学生表）结构 Student表（学生表）记录 2.课程表（Course表） Course表（课程表）结构 Course表（课程表）记录
3.成绩表（SC表） SC表（成绩表）结构 SC表（成绩表）记录 4.系表（Department表） Department表（系表）结构 Department表（系表）结构
实验一数据库和数据库表操作 一、实验目的和要求 1．掌握利用查询窗口和对象资源管理器进行数据库及基本表的定义、删除与修改； 2．掌握索引的建立与删除的方法。 二、实验内容与步骤 （一）建立数据库 【SY1-01】通过企业管理器或查询分析器建立学生-课程数据库xskc。 CREATE DATABASE xscj ON PRIMARY (NAME='xscj_data',FILENAME='E:\sjk2015\xscj.mdf') LOG ON (NAME='xscj_log',FILENAME='E:\sjk2015\xscj.ldf') 【注】先在E：盘上建立一个文件夹（例如：E:\sjk2015），数据库文件保存到自建的文件夹中。 （二）基本表的定义、修改与删除 1．定义基本表 利用查询窗口和对象资源管理器创建基本表，并输入数据。 【SY1-02】建立一个学生表Student，它由学号Sno、姓名Sname、性别Ssex、出生日期Sbirth、年龄Sage、系代号Dno五个属性组成。要求“学号”为主键，“姓名”不能为空,“性别”默认值为“男”。 CREATE TABLE Student ( Sno char(10)PRIMARY KEY, Sname Varchar(8)NOT NULL, Ssex char(2)DEFAULT'男'CHECK(Ssex in('男','女')), Sbirth smalldatetime NULL, Sage int null, Dno char(4)NULL ) 【SY1-03】建立课程表Course，它由课程号Cno、课程名Cname、先修课Cpno、Ccredit学分四个属性组成。要求“课程号”为主键，“课程名”属性不能为空。 CREATE TABLE Department ( Dno char(4)PRIMARY KEY, Dname Varchar(20)NOT NULL, College Varchar(20) ) 【SY1-04】建立学生成绩表SC，包含学号Sno、课程号Cno、成绩Grade三个字段。要求建立主键及与student、sc表联接的外键，并创建检查约束(Grade>=0 and Grade<=100)。 CREATE TABLE SC (Sno char(10)NOT NULL, Cno char(6)NOT NULL, Grade int CHECK(Grade BETWEEN 0 AND 100), PRIMARY KEY(Sno,Cno), FOREIGN KEY(Sno)REFERENCES Student(Sno), FOREIGN KEY(Cno)REFERENCES Course(Cno) )
加工中心演示实验指 导书
加工中心演示实验指导书 一、实验目的 1．熟悉加工中心的安全操作规程。 2．熟悉加工中心的工作原理和结构。 3．掌握加工中心的常规操作方法，重点学习加工中心回零操作、自动换刀操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。 二、实验仪器和设备 1．XH714D 加工中心1台 2．FANUC 0i-MD 数控系统 3.气泵 三、准备材料和工具 铣刀、圆柱蜡（毛坯）、夹具（台虎钳）、毛刷、扳手、游标卡尺 四、加工中心安全操作规程 1.未经指导老师同意不得私自开机。 2.工作时要穿好工作服、女生操作机床必须戴好帽子，衣服袖口穿戴整齐。不允许戴手套操作机床，一台机床只能一个人操作。 3.请勿更改CNC系统参数或进行任何参数设定。 4.在进行数控加工中心机床操作前，应检查电压、气压、冷却、油量、润滑是否正常，油泵、油管、刀具、工装夹具等是否完好，安全保护装置是否可靠有效。 5.开机时，首先打开总电源，然后按下CNC 电源中的开启按钮，把急停按钮顺时针旋转，按下铣床复位按钮，使处于待命状态。
6.机床启动后，先进行机械回零操作，确认机械、刀具、夹具、工件、数控参数无误，方能开始正常工作。 7.回参考点前，必须检查各轴向位置，并保证全部在参考点负向50mm以上，回零时先Z向，后X、Y向操作。 8.认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否完全无误，以免自动加工时造成事故，损坏刀具及相关部件。 9.要保证预设的每把加工刀具类型及编号与刀库中的一一对应。每把刀具都要确保进行了正确的对刀操作及刀径、刀长设置。 10.在手动操作时，必须时刻注意，在进行X、Y方向移动前，必须使Z轴处于抬刀位置。移动过程中，不能只看CRT屏幕中坐标位置的变化，而要观察刀具的移动。 11.在换刀中，若发现刀库即将进入主轴，而其位置不在准停位置，可迅速按“复位”键或“急停”按钮。停止刀库试运行，刀库返回。 12.在换刀中，若发现刀库已进入主轴，绝对不允许按“复位”键或“急停”按钮，不能断电，否则将损坏刀库和机床主轴。可以按“进给保持”键暂停运行，观察刀库运行情况。 13.加工中心出现报警时，要根据报警号查找原因，及时解除报警，不可关机了事，否则开机后仍处于报警状态。 14.加工过程中，关上机床防护门，谨防意外发生。若出现意外，应及时按下急停键或迅速断电，保护现场并及时上报。 15.清理切屑时应用气枪或停下主轴后用毛刷清除，不能用其它方式清理切屑。
《控制工程基础》实验指导书常熟理工学院机械工程学院 2009.9
目录 1.MATLAB时域分析实验 (2) 2.MATLAB频域分析实验 (4) 3.Matlab校正环节仿真实验 (8) 4.附录：Matlab基础知识 (14)
实验1 MATLAB 时域分析实验 一、实验目的 1． 利用MATLAB 进行时域分析和仿真。 要求：(1)计算连续系统的时域响应（单位脉冲输入，单位阶跃输入，任意输入）。 2．掌握Matlab 系统分析函数impulse 、step 、lsim 、roots 、pzmap 的应用。 二、实验内容 1．已知某高阶系统的传递函数为 ()265432 220501584223309240100 s s G s s s s s s s ++=++++++，试求该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位速度响应和单位加速度响应。 MATLAB 计算程序 num=[2 20 50]; den=[1 15 84 223 309 240 100]; t= (0: 0.1: 20); figure (1); impulse (num,den,t); %Impulse Response figure (2); step(num,den,t);%Step Response figure (3); u1=(t); %Ramp.Input hold on; plot(t,u1); lsim(num,den,u1,t); %Ramp. Response gtext(‘t’); figure (4); u2=(t.*t/2);%Acce.Input u2=(0.5*(t.*t)) hold on; plot(t,u2); lsim(num,den,u2,t);%Acce. Response
合肥师范学院实验报告册 2014 / 2015 学年第2学期 系别计算机学院 实验课程数据库原理 专业 班级 姓名 学号 指导教师
实验一——数据库基本操作 一、实验目的 1.熟悉MS SQL SERVER运行界面，掌握服务器的基本操作。 2.掌握界面操作方法完成用户数据库建立、备份和还原。 3.建立两个实验用的数据库，使用企业管理器和查询分析器对数据库和表进行基本操作。 二、实验预习内容 在认真阅读教材及实验指导书的基础上，上机前请预习以下内容，并在空白处填写相应的步骤或命令。 1.熟悉SQL SERVER 2000 的运行环境，练习服务器基本操作：打开、停止、关闭。 2.使用SQL SERVER 2000 中的企业管理器完成以下任务。 数据库名称：STC 表：STU（sno char(9), sname varchar(50), ssex char(2) , sage int, sdept char(2) ）； COUTSES（cno char(3), cname varchar(50), cpno char(3), credit int ）； SC（sno char(9), cno char(3), grade int ）； 说明：以上为表结构，以sno char（9）为例，说明sno属性设置为字符类型，宽度为9，int指整型数据。 1）建立数据库STC，分别建立以上三张表，并完成数据录入。（表结构及数据参见教材）2）分析并建立各表的主码，用下划线在上面表结构中标出主码。 3）建立各表之间的关联，请简述操作步骤。 (1)CREATE TABLE Stu ( sno char(9), sname varchar(50), ssex char(2), sage int, sdept char(2) ); CREATE TABLE COURSE ( cno char(3), cname varchar(50), cpno char(3), credit int); CREATE TABLE SC ( sno char(9), cno char(3), grade int); 4）参考实验指导书的【第5章数据库的备份和还原】，使用企业管理器对数据库STC 进行备份，并尝试在个人电脑与机房电脑上进行还原，请简述备份、还原操作的步骤。
PL C对三台电动机可逆顺序启动控制实验 吕以全 赵 勇 (天津理工学院自动化工程系 天津:300191)Ξ 摘 要 介绍PL C专用指令——可逆寄存器微分@SFTR指令及可逆寄存器SFTR指令,完成对3台电动机可逆顺序启动带负载控制的电工技术实验。 关键词 PL C 可逆顺序启动 指令 0 引 言 PL C在电工技术实验中的一项内容是利用可逆寄存器微分@SFTR指令和可逆寄存器SFTR指令,分别完成对3台电动机可逆顺序启动控制带负载实验。通过该实验使同学们深刻了解所使用的可逆寄存器微分@SFTR指令和可逆寄存器SFTR指令的共同点都是具有控制数据左、右移动功能;而其不同处是应该注意到使用可逆寄存器SFTR指令时,要加前沿微分D IFU(013)指令而可逆寄存器微分@SFTR是不需要的。 实验所用的电动机容量为0125k W,采用直接启动。3台电动机每台可逆顺序启动的时间间隔为2秒。3台电动机首先正转顺序启动,启动结束转为正常运行。正常运行的时间定为10秒,停止时间定为5秒。3台电动机再反转顺序启动,启动结束转为正常运行。正常运行的时间定为10秒,停止时间定为5秒。实验要求按照上述顺序反复运行。 实验所使用的PL C为OM RON-CPM2A-CDR-A型机。 1 @SFTR(084)指令可逆顺序控制 111 PL C I O口设置 1)在PL C输入端00通道中设定00000为总启动按钮,00001为总停止按钮,且均为点动按钮。 2)在PL C输出端的10通道中的01000控制1#电动机;01001控制2#电动机;01002控制3#电动机。 3)按动00000总启动按钮,3台电动机可逆顺序启动;按动停止按钮00001,三台电机全部停转。112 软件程序 11211 正向电机顺序启动 (1)利用可逆寄存器指令@SFTR(084)完成对三台电动机延时顺序启动控制程序,如图1所示 。 图1 @SFTR(084)指令对三台电动机 可逆顺序启动控制梯形图 (2)按动总启动点动按钮,锁存指令KEEP (011)将I R中的04000的逻辑线圈通电并锁存。 (3)可逆寄存器微分指令@SFTR(084)利用I R 中的030CH的12逻辑线圈的通断状态,使得03012逻辑触点O FF ON,从而控制3台电动机可逆方向,即03012逻辑线圈通过计数器CN T002的逻辑常闭触点,使得03012逻辑线圈接通,03012逻辑常开触点闭合,可逆寄存器微分指令@SFTR(084)左移,三台电动机为正向顺序启动控制。 第23卷第4期2001年8月 电气电子教学学报 JOU RNAL O F EEEE V o l.23N o.4 A ug.2001 Ξ收稿日期:2001年4月4日
机械控制工程基础实验 指导书 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
河南机电高等专科学校《机械控制工程基础》 实验指导书 专业：机械制造与自动化、起重运输机械设计与制造等 机械制造与自动化教研室编 2012年12月
目录
实验任务和要求 一、自动控制理论实验的任务 自动控制理论实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是： 1、通过实验进一步了解和掌握自动控制理论的基本概 念、控制系统的分析方法和设计方法； 2、重点学习如何利用MATLAB工具解决实际工程问题和 计算机实践问题； 3、提高应用计算机的能力及水平。 二、实验设备 1、计算机 2、MATLAB软件 三、对参加实验学生的要求 1、阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目的，了解内容和方法。 2、按实验指导书要求进行操作；在实验中注意观察，记录有关数据和图 像，并由指导教师复查后才能结束实验。 3、实验后关闭电脑，整理实验桌子，恢复到实验前的情况。 4、认真写实验报告，按规定格式做出图表、曲线、并分析实验结果。字迹 要清楚，画曲线要用坐标纸，结论要明确。 5、爱护实验设备，遵守实验室纪律。 实验模块一 MATLAB基础实验 ——MATLAB环境下控制系统数学模型的建立 一、预备知识 的简介
MATLAB为矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，由美国MathWorks公司出品的商业数学软件。主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 来源：20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler 为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由 Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。 地位：和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，在数学类科技应用软件中，在数值计算方面首屈一指。 功能：矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。 应用范围：工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 图1-1 MATLAB图形处理示例 的工作环境 启动MATLAB，显示的窗口如下图所示。 MATLAB的工作环境包括菜单栏、工具栏以及命令运行窗口区、工作变量区、历史指令区、当前目录窗口和M文件窗口。 (1)菜单栏用于完成基本的文件输入、编辑、显示、MATLAB工作环境交互性设置等操作。 (2)命令运行窗口“Command Window”是用户与MATLAB交互的主窗口。窗口中的符号“》”表示MATLAB已准备好，正等待用户输入命令。用户可以在“》”提示符后面输入命令，实现计算或绘图功能。 说明：用户只要单击窗口分离键，即可独立打开命令窗口，而选中命令窗口中Desktop菜单的“Dock Command Window”子菜单又可让命令窗口返回桌面（MATLAB桌面的其他窗口也具有同样的操作功能）；在命令窗口中，可使用方向