实验步骤
内容一:
1．按图3-1接线。用“短路块”分别将信号源单元中的ST插针与+5V插针短接；单次阶跃单元中的X与+5V，Z与—5V用短路块短接。其他画“о”的线需自行连接。连接好后，请仔细检查，无误后方可接通电源。
2．编辑程序1，可以打开显示子程序（文件名：c:\\shiyan\\xianshi.asm）和延时子程序（文件名：c:\\shiyan\\yanshi.asm）并粘贴到实验程序中。然后编译链接并加载，如中间出现错误，则按提示进行修改，直至加载成功。
3．运行程序。观察显示器输出区结果窗口中有无数据显示，如没有数据或显示不正确，则检查接线和程序，并使用调试命令调试程序，直至得到正确结果。
4．调节单次阶跃单元的电位器，使Y端电压由–5.00V到+5.00V变化，用虚拟仪器中的万用表测量A/D的输入电压，记下结果窗口中显示的数值，填入如下形式的表格。表格中的模拟输入电压应填写实测值，并读出万用表中显示的小数。
表3-1 模拟输入电压（V） 显示器数码（H） 内容二:
…… …… 1．调节正弦波单元输出波形，用虚拟示波器观察，使得正弦波信号幅值不超出±5V，信号周期约为4s。
2．按图3-4接线，只连接线上带“о”的线。
3．编辑程序2，可以打开初始化子程序（文件名：c:\\shiyan\\chushihua.asm）并粘贴到实验程序中。然后编译链接并加载，如中间出现错误，则按提示进行修改，直至加载成功。。
4．选择Tk=04H，运行程序，用虚拟示波器同时观察正弦波单元输出端（即A/D输入端INT7）和D/A输出端OUT1波形并记录。
5．选择若干Tk值，重复3，观察不同采样周期T时的输出波形并记录。
预习报告要求
1．写明实验目的、内容、步骤等。
2．画出内容1参考子程序流程图，写出该子程序的入口条件。 3．根据实验内容编写实验程序，正确选取8254、8259的工作方式和控制字，计算8254计数初值。
4．画出填写实验数据的表格。 5．回答思考问题。
思考题
1．程序流程中第一个短延时子程序与第二个长延时子程序的作用分别是什么？ 2．ADC0809芯片的OE是什么信号？程序中的什么语句使其有效？
3．ADC0809转换结束信号是什么？画出它与启动信号START对应的时序波形。 4．采样周期T取得越小是否对信号恢复越有利？ 5．数模转换器为什么具有零阶保持器的作用？
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实验报告要求
1．整理实验数据，画出A/D转换特性图（横坐标为模入电压V（mv）、纵坐标为对应的数字量D（H）），分析其线性度。
2．附上调试通过的程序清单。
3．实验过程中遇到的问题进行分析、总结。
实验四 最小拍控制系统
实验目的
掌握最少拍有纹波系统和最少拍无纹波系统的计算机控制脉冲传函数D（Z）的设计方法。
实验设备
PC 机一台，TD-ACC+实验系统一套
实验内容
1．对给出的模拟对象，针对阶跃输入进行最小拍有纹波系统计算机控制算法D（Z）设计，观测系统输出及控制器输出波形。
2．对给出的模拟对象，对针对斜坡输入进行最小拍无纹波系统计算机控制算法D（Z）设计，观测系统输出及控制器输出波形。
实验原理
1．D（Z）算法：
图4—1中R为输入，C为输出，计算机对误差E定时采样按D（Z）计算输出控制量U。图中K=5。
R + 1?e?TSC K D(Z) S S(S?1) -
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图4-1
采样周期T=1S，E（Z）为计算机输入，U（Z）为输出，有：
U(Z)K0?K1Z?1?K2Z?2?K3Z?3? D(Z)? （4-1） E(Z)1?P1Z?1?P2Z?2?P3Z?3式中Ki与Pi取值范围：–0.9999~+0.9999，计算机分别用相邻三个字节存储其BCD
码。最低字节存符号，00H为正，01H为负。中间字节存前2位小数，最高字节存末2位小数。例有系数K0??0.1234，则程序中数据段定义语句为：K0 DB 01H，12H，34H。
程序运行时转换为二进制模2定点小数。注意，D（Z）中缺项相当于系数为零，应在相应内存三字节全存入00H。
将D（Z）式写成差分方程，则有：
UK?K0EK?K1EE?1?K2EK?2?K3EK?3?P1UK?1?P2UK?2?P3UK?3 式中EK ~ EK-3，误差输入；UK ~ UK-3 ，计算机输出。
计算机运算还设有溢出处理，当计算机控制输出超过00H~FFH时（对应于模拟量-5V~+5V），则计算机输出相应的极值00H或FFH，同时在相应的内存单元也存入极值。
每次计算完控制量，计算机立即输出，并且将各次采入的误差与各次计算输出作延时运算，最后再作一部分下次的输出控制量计算。这样当采入下次误差信号时，可减少运算次数，从而缩短计算机的纯延时时间。
2．模拟连续系统的参数整定
被控对象由模拟电路模拟，因为电路中所接电阻、电容参数有一定误差，所以应加以整定，可先整定一阶惯性环节，再整定积分器，应使二者串联时尽量接近给定的开环传递函数学模型。
3．接线（如图4—2所示）
控制计算机的“OUT1”表示i386EX 内部1＃定时器的输出端，定时器输出的方波周期＝定时器时常，“IRQ7”表示386EX 内部中断控制器主片8259 的7 号中断请求输入端，接采样中断源，“DIN0”表示386EX 的I/O 管脚P1.0，在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。系统误差信号E 通过模数转换单元“IN7”端输入，控制计算机的定时器作为基准时钟(初始化为10ms)，定时采集“IN7”端的信号，通过采样中断读入信号E 的数字量，并将采样值进行D(Z)计算，得到相应的控制量，再把控制量送到数模转换单元，在“OUT1”端输出相应的模拟信号，来控制对象系统。
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图4-2
4．采样周期T
8088微机的8253产生定时信号，定时10ms，采样周期T为：
T=TK×10ms
对应的范围：10ms~2550ms。例如当T=1S，有：
T（S）1??100?64H TK?0.01(S)0.01实验步骤
最小拍有纹波
1．按图4—2接线，模拟电路部分与计算机部分分开连接，待模拟部分参数整定好后再连接。先整定一阶惯性环节参数，再整定积分整定完二者串接使传函为：
G（S）?5
S（S?1）整定完模拟电路参数再按图4—2连好。
2．打开最小拍程序C:\\shiyan\\zsp.asm。
3．按要求计算D（Z）各系数，对程序开头的数据赋值语句进行修改。 4．编译、链接、加载程序。
5．信号源置阶跃信号，信号长度为6S，幅值为2Ｖ。用示波器观察输入R波形，在输入R为零时启动最小拍程序，对照阶跃输出R观察输出C，再对照观察输出C和控制器输出OUT1。记录波形。
最小拍无纹波
1．信号源置单位斜坡信号（即每秒钟信号上升幅度为１Ｖ），信号长度为6S。
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2．实验程序同上，修改程序开头的数据赋值语句，控制器D（Z）各系数按针对斜坡输入的无纹波设计。
3．编译、链接、加载程序。
5．用示波器观察输入R波形，在输入R为零时启动最小拍程序，对照阶跃输出R观察输出C，再对照观察输出C和控制器输出OUT1。记录波形。
预习报告要求
1. 对实验所给控制对象进行阶跃输入最小拍有纹波系统的D（Z）的设计，按式4—1计算各系数Ki、Pi。并求出控制器输出u(0)、u(1)、u(2)、u(3)、u(4)的值，以及系统输出c(0)、c (1)、c (2)、c (3)、c (4)的值。
2. 对实验所给控制对象进行斜坡输入最小拍无纹波系统的D（Z）的设计，按式4—1计算各系数Ki、Pi。并求出控制器输出u(0)、u(1)、u(2)、u(3)、u(4)的值，以及系统输出c(0)、c (1)、c (2)、c (3)、c (4)的值。 3. 写出预习报告。
思考题
最少拍系统受什么限制而使调整节拍增加？
实验报告要求
1．整理实验波形，对实验调试过程加以总结。 2．结果进行分析，是否与理论计算相一致。 3．对实验提出改进。
实验五 积分分离PID控制
实验目的
1． 学会PID三个系数的选取。
2．了解积分分离值的模拟实验选取。
实验设备
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