長江大學工程技術學院
主編周勇
長江大學工程技術學院
二0一0年四月
第1章課程簡介、實驗專案及學時安排
一、課程簡介
《計算機控制技術》是一門實踐性很強的課程。加強這門課程的實驗教學可以起到重要的作用，有利於提高人才的培養質量，鞏固和寬展實際的動手能力，實現知識向能力的轉化。實驗的任務是使學生掌握計算機控制系統組成原理、設計方法和技術，培養學生設計和除錯的能力，為今後從事工程應用和科學研究打好基礎。
二、教學基本要求
以提高學生實際工程設計能力為目的，通過實驗和訓練，使學生熟悉一種工程上常用的實驗引數整定法。
三、實驗專案與型別
四、實驗教學內容及學時分配
實驗一數／模轉換與模／數轉換3學時）
1、 目的要求
熟悉模／數轉換的電路工作原理、熟悉數／模轉換的電路工作原理、掌握模／數轉化的量化特性、熟悉多路數／模轉換電路的工作原理。
2、 方法原理
參考實驗指導書
3、 主要實驗儀器和材料：dice-at2實驗箱
4、 實驗內容
（1）單路模／數與轉換實驗
（2）雙路模／數、數／模轉換實驗。
實驗二取樣與保持3學時）
1、 目的要求
掌握模／數、數／模取樣電路的工作原理、掌握模／數、數／模保持電路的工作原理掌握取樣週期t對輸出波形的影響、熟悉零階保持器在取樣電路中的作用。
2、 方法原理
參考實驗指導書
3、 主要實驗儀器和材料：dice-at2實驗箱
4、 實驗內容
（1）取樣
（2）保持
實驗三最小拍控制系統3學時）
1、 目的要求
熟悉最小拍控制系統的設計原理、熟悉最小拍控制系統的電路工作原理、掌握最小拍有紋波紋控制系統的(d)z演算法、掌握模擬連續系統的引數整定方法。
2、 方法原理
參考實驗指導書
3、 主要實驗儀器和材料：dice-at2實驗箱
4、 實驗內容
（1）最小拍有紋波設計
（2）最小拍無紋波設計
實驗四大林演算法3學時）
1、 目的要求
熟悉大林演算法系統的設計原理、熟悉大林算的電路工作原理、了解大林演算法對斜坡輸入影響特性。
2、 方法原理
參考實驗指導書
3、 主要實驗儀器和材料：dice-at2實驗箱
4、 實驗內容
大林演算法
第2章實驗儀器儀表裝置簡介
一、計算機控制技術實驗箱dice-at2：
計算機控制技術實驗其主要由以下七個模組組成：
1、自動控制原理實驗模組
2、計算機控制技術實驗模組
3、訊號源模組
4、控制物件模組
5、虛擬示波器模組
6、控制物件輸入顯示模組
7、cpu控制模組
各模組相互交聯關係框圖見圖1-1-1所示：
rs232介面
圖1-1-1 各模組相互交聯關係框圖
dice-at2由各單元電路、8088cpu單元和pc機進行通訊的串列埠構成，其主要由訊號源發生單元電路u1、正弦波單元u2、運算模擬單元電路u3-8、反向器單元u9、狀態指示燈單元u10、電位器單元u11、單節拍脈衝發生單元u12、非線性單元電路u13、特殊運算環節單元u14、-5v電源發生單元u15、驅動單元u16、微型溫度控制單元u17、電機單元u18、取樣保持器及單穩單元電路u19、模/數轉換單元電路u20、數/模轉換單元電路u21、可變電阻器組單元u23、8088cpu單元電路u24、rs485通訊單元u25等單元模組組成，利用本實驗機所提供的這些單元模組可實現a/d、d/a轉換實驗、取樣與保持實驗、直流電機閉環調速實驗、模擬/數字溫度閉環綜合控制實驗等。使用本實驗機提供的虛擬示波器介面可觀察和分析實驗的響應曲線。
二、數字計算機
微型計算機
三、數字萬用表
第3章計算機控制技術課程實驗
實驗一模/數、數/模轉換實驗
（驗證性實驗）
一、實驗目的
1、加深理解模/數、數/模轉換的工作原理，熟練使用和掌握adc0809和dac0832。
2、了解掌握a/d、d/a轉換流程以及計算機分時控制模/數、數/模轉換器的情況。
二、實驗所需電路單元及附件
三、實驗原理
1、[試驗1.1](試驗線路圖見圖1.1-1)
8088cpu的opclk訊號與adc0809單元電路的clock相連作為adc0809的時鐘訊號。adc0809 晶元輸入選通位址碼a、b、c為「1」狀態，選通輸入通道in7 。通過電位器w141給a/d 變換器輸入-5v～+5v的模擬電壓。
8253的2＃口用於5ms 定時輸出out2 訊號啟動a/d變換器。有8255口a為輸入方式。a/d轉換的資料通過a口採入計算機，送到顯示器上顯示，並由資料匯流排送到d/a變換器0832。
選用8088cpu的位址輸入訊號10y0為片選訊號（）xiow 訊號為寫入訊號（），d/a變換器的口位址為00h。
調節w141即可改變輸入電壓，可從顯示器上看a/d 變換器對應輸出的數碼，同時這個數碼也可是d/a變換器的輸入碼。
2、a/d、d/a轉換程式流程（見圖1-2）
對應下面的流程，我們已編好了程式存放在8088的監控中，可用u(反彙編)命令檢視。而且已經將所有計控程式行印出來裝訂成程式清單，僅供教師參考，當然對於學生來說，應讓其自己來編寫程式，以達到鍛鍊的目的。
3、[試驗1.2](試驗線路圖見圖1.2-1)
設定8253為定時方式，out2訊號為取樣脈衝，取樣週期為5ms。8255的a口為輸入方式，用於採入資料。8255的b口為輸出方式，用於選擇控制雙路輸入輸出通道。
a/d轉換單元可對多路模擬量進行轉換，這裡用6、7兩路分別接入圖1.2-2所示訊號。
計算機控制a/d變換器分時對這兩路模擬訊號進行a/d轉換。將轉換的數字量送至d/a變換器還原成模擬量，並送至兩個取樣保持器。由8255b口分別控制兩個取樣保持器的取樣開關，以保證取樣保持器單元電路中的out1輸出訊號與a/d變換單元u12的in6輸入訊號一致；取樣保持器單元電路的out2輸出訊號與a/d變換單元u12的in7輸入訊號一致。
4、程式流程：見圖1-5
四、實驗內容及步驟
1. 按圖1-1接線（注意：虛線框內線路為印刷線路）。
用「短路塊」分別將u1、sg 單元中的st插針與+5v插針短接；u14p單元中的x與+5v，z與-5v 短接。其它畫為「o」的線需自動連線。連線好後，請仔細檢查，無誤後方可接通電源。
2. 將w141輸出調節至-5v，執行監控中的程式（g=f000：1100↘）。如果程式正確執行，將在顯示器上顯示「00」。
3. 將w141依次調節，用數字電壓表分別檢測a/d的輸入電壓和d/a的輸出電壓。觀察顯示器，記下相應的數碼及d/a的輸出模擬電壓，填入下表1-1 。
表1-1
4、按圖1-3 改接u12 輸入in7 的連線，其它線路同圖1。
5、用數字萬用表監測a/d的輸入電壓，在0v附近連續調節a/d輸入電壓，觀察整理化誤差和量化單位 。
6、測出a/d輸入電壓在0v附近±5個量化單位的數值，記錄與之相應的數字量，如表1-2所示：
表1-2
7、按圖1-3 接線。將訊號單元（u1 sg）的訊號選擇開關s11 放到斜坡位置。用短路塊將訊號源（u1 sg）的微型插針s與st 短接。
位置s12位下檔案，將w11旋到最大，是訊號週期最大條w12使輸出訊號不大於5v。
8、執行程式（g=f000：1151）。
9、用示波器同時觀察輸入與輸出訊號。如果程式正確執行，a/d變換單元u12的in6輸入訊號英語u10 dac單元中的採保輸出out1訊號一致；u12的in7 輸入訊號與u10單元的採保輸出out2 的訊號一致。
10、在u10dac轉換單元的out端用示波器觀察計算機的控制的輸出波形。
五、實驗要求
1.調節模擬輸入電壓從-5v至+5v之間變化，測量d/a轉換後模擬輸出，並觀察顯示器顯示數值，填入表1-1，並與參考值比較，給出結論。如結果不吻合，分析產生原因。
2.圖1-8接線，在0v附近改變模擬輸入電壓從-196mv至+196mv變化，觀察顯示器顯示數值，填入表1-2，並由此畫出圖1-4，根據結果給出結論，如結果不吻合，分析產生原因。
實驗二取樣與保持
（驗證性實驗）
實驗（1） 取樣實驗
一、實驗目的
驗證夏農取樣定理，確定取樣週期的選擇範圍，確認a/d轉換前取樣保持的必要性。
二、實驗儀器
1、tdn—ac/acs實驗系統（包括微機） 一套
2、20兆赫茲(mhz)數字示波器一台
3、數字或指標式萬用表一台
三、實驗線路原理圖
1. 原理：訊號源u1 sg單元的out 端輸出拋物線訊號，通過a/d轉換單元u12
的in7 端輸入。計算機在取樣時刻啟動a/d 轉換器，轉換得到數字量直接送到d/a轉換單元u10，在u10 單元的out端則輸出相應的模擬訊號。
如圖2.1-1所示，在時間τ 以外，計算機輸出零至d/a，並使其轉換，所示τ以外輸出為零。τ的時間為：10ms
2. 接線圖：見2.1-2。
3. 取樣週期t的設定
計算機用8253產生定時中斷訊號，定時10ms，並在2f60h單元存放倍數t，可取01h～ffh，取樣週期t=tk×10 ms，所以t=10ms ～2550ms, 改變tk即可以確定t。
計算機控制技術
計算機控制技術試題 2 一 填空題 每空2分，共20分 1 閉環控制系統是使被控量有較高的精度 2 控制系統常常按其開環傳送函式中所含積分環節個數來分類，分為 0 型，i 型系統等。3 在乙個閉環系統裡，不同輸入與輸出之間的傳遞函式分母相同 4 控制系統開環對數頻率特性中的截止頻率c的大小通常反映系...
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《計算機控制技術》專業指導手冊
二 培養目標 掌握計算機控制技術專業的基本理論和知識 技能，從事計算機軟硬體的安裝 除錯和維護，計算機控制裝置和計算機控制系統的維修 安裝 除錯 技術服務和管理，智慧型交通系統的設計和維護，智慧型交通裝置的安裝 除錯 執行和維護工作的高階技術應用性專門人才。三 人才培養規格 一 職業崗位 本專業畢業...