控，有助于克服振荡，减小超调量，让系统趋于稳定。但微分环节对输入信号的噪声很敏感，对噪声较大的系统最好不要采用微分控制，当然也可以在微分作用前进行滤波处理。适当选择微分常数，可以使微分作用达到最优。数字控制算法随着计算机的发展，微机开始进入控制领域，为控制带来了革新技术，人们将模拟控制规律引入到数字计算机中，对模拟控制规律进行离散化，就可以用软件来实现控制，成为数字控制。数字控制算法可以分为位置式控制算法和增量式控制算法。位置式控制算法计算机控制与传统的模拟量控制不同，它是采用种采样控制，只能根据采样时刻的偏差值进行计算控制。不能像模拟量控制那样连续输出控制量进行连续控制。因此，对模拟量控制中的积分项和微分项必须先进行离散化处理。根据数字信号处理相关知识可知，离散化处理离散采样时间对应着连续时间其中为采样序号，为采样周期，用求和的形式代替积分，以增量的形式代替微分，可进行近似变换得到式中，为采样序号为第次采样时刻的输入偏差值为第次采样时刻的输入偏差值为微分常数为控制常量。当采样周期足够小，上述计算结果可以达到足够精确，离散控制过程可近似看成为连续控制过程。上述过程采用了全部控制量，因此被称为全量式或位置式控制算法。因为是全量输出，所以每次输出结果均与过去状态有关，计算式对进行累加，工作量大且控制器输出的对应的执行机构的实际位置，在控制器出现故障时，如果输出发生大幅度变化，会引起执行机构的大幅度变化，可能造成严重的生产事故。增量式控制算法增量式是指数字控制器的输出只是控制量的增量，当执行器需要的控制量是增量而不是位置时，可以使用增量式算法进行控制。由式可得控制器在第个采样采样时刻的输出值为由和相减并整理，可得到增量式控制算法公式为式中，,上式中，还可以写成下面的形式式中，由式可以看出，如果计算机控制系统采用恒定的采样周期，旦确定了，只要使用前后三次测量的偏差值即可，就可以求出控制增量，与位置式算法相比，计算量小得多，因此在实际应用中应用广泛。系统控制原理液位系统是个基于模拟信号的控制系统。由液位测量变送器水泵变频电机水箱等设备组成，液位测量变送器测量水箱的水位高度范围为,对应输出的电压信号，该信号送给内，将该液位电压信号作为块的值，与设定值相减，在块内进行积分比例微分运算后，最后输出电压信号到水泵变频电机信号对应水泵变频电机的频率，控制变频器的转速，控制出水量，从而达到控制水位高度的目的。硬件连接要进行软件设计，首先应该做的工作是在软件中进行硬件配置，本设计所涉及到的硬件包括背板模块通行模块模拟量输入模块模拟量输出模块。考虑到所使用设备为实验室整体设备。所以本设计没有卸载掉未用的模块。在中进行硬件配置如图所示。图的硬件配置要进行硬件之间电压的信号传输，则需建立与软件的通信。本设计采用以太网进行通信。以太网有如下优点应用广泛以太网是应用最广泛的计算机网络技术，所以发展较为成熟。通信速率高目前，的快速以太网已开始广泛应用，以太网技术也逐渐成熟，比传统的现场总线最高速率高得多。资源共享能力强随着的发展，以太网已渗透到各个角落，在互联网的任何台计算机上都能浏览工业控制现场的数据，实现控管体化，这是其他现场总线不能比拟的。可持续发展潜力大用户在技术升级方面无需独自的研究投入，对于这点，任何现有的现场总线技术也是无法比拟的。同时，机器人技术智能技术的发展都要求通信网络具有更高的带宽和性能，通信协议有更高的灵活性，这些要求以太网都能很好地满足。本设计进行以太网通信进行相关配置。首先把的临时设置成。然后进行如图和图所示配置。图网络配置图网络配置需要对模拟量输入输出模块进行通道的选择并设置相应的参数。本设计模拟量输入模块采用的通道，能够检测到到的电压，如图所示。输出模块采用通道，能够输出到的电压进行控制水泵变频电机，如图所示。图模拟量输入参数配置图模拟量输出参数配置软件设计根据实际情况，分配地址，如表所示。该系统的软件设计流程图如图所示。表程序地址及变量表主程序模块主程序调用两个块，个为初始化块，另个为块。如图所示。图系统软件设计流程图地址变量名描述备注比例参数积分参数微分参数设定值采样周期启停控制模拟量信号采集值电压输入模拟量信号输出值电压输出开始初始化参数计算模块参数初始化调用模块是否手动手动控制程序启停控制图主程序初始化模块块就是将必要的参数进行初始化设置。包括比例常数积分常数微分常数采样时间及设定值等。如图所示。图初始化程序程序在本设计中，把主要的程序放在了程序块中。包括数值的处理功能块的初始化程序启停控制自动手动切换控制。我们需要设定实际的液位高度，然而模拟量输入模块的数值是到之间，所以我们必须进行次数据的转换。通过实际观察得知液位在最低位置对应的模拟量模块中的值为，最高液位位置对应模拟量模块中的值为。我们进行次数学映射可以通过如图来实现。其次，本设计通过调用梯形图程序来实现液位高度的控制。在功能块中，为设定值，为测量值，为的输出值，当为时，设定块为手动方式，当为时，设定块为自动方式，这里通过常闭触电来控制。块共占用了个地址，为比例值,为微分值,为积分值,当在手动方式时,中的值自动作为的输出值。为了实现液位控制系统的启停控制，本设计增加常闭触电来控制。如图和所示。图模块参数初始化最后，如果当系统出现问题时就需要用到手动调节来进行调试。本设计对自动手动的无扰切换进行了梯形图设计。当从变为时，从自动转为手动控制模式，无扰切换程序将转换时值送到寄存器中暂存，然后切换时，又将返回到中，从而实现了无扰切换。在手动控制模式下，可以通过给赋值来实现是否给水箱加水，从而实现液位高度的控制，手动控制是通过触电来控制的。如图所示。初始化调用功能块无扰切换和手动控制程序第五章基于的液位监控系统的设计监控系统的设计在完成软件程序设计的基础上，结合组态软件实现可视化监界面制，并没有对小车位置进行控制。小车位置输出为其中分别代表被控对象和被控对象传递函数的分子和分母。和代表控制器传递函数的分子和分母。下面我们来求，根据第三章的推导，有可以推出小车位置的传递函数为其中可以看出小车的算式可以简化成被控对象控制器被控对象控制器设计仿真控制仿真，我们可以从两个方面进行讨论，即摆杆角度讨论和小车位置讨论。摆杆角度控制算法仿真假设，我们施加的脉冲信号，观察指标。脉冲信号仿真源程序为仿真结果为当时有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。参考文献单波,徐燕,赵建涛预测控制算法及其在倒立摆中的应用华北电力大学学报肖军模糊控制在多变量非线性系统中的应用东北大学学报丛爽,张冬军,魏衡华单级倒立摆三种控制方法的对比研究系统测量与控制,高强,王云亮,刘红金,张鹏,刘凉智能控制系统的应用研究基于的倒立摆模糊控制实现控制与决策王辉，屈保存，贺超英类非线性系统的模糊自适应控制器设计湖南大学学报自然科学版杨世勇,徐莉苹,王培进单级倒立摆的控制研究控制工程严雪莉,江汉红单级倒立摆控制方法的仿真对比研究测控技术阳武娇基于的阶倒立摆控制系统的建模与仿真电子元器件应用刘海龙倒立摆实验系统的设计与研究大连理工大学潘健,王俊,汤才刚基于倒立摆的两种控制策略的研究现代电子技术舒怀林基于神经网络的倒立摆控制系统机床与液压彭自然,罗大庸,张航单级倒立摆系统控制方法设计黄宏格直线倒立摆机理模型及控制性能研究中南大学刘义,陈广义自适应模糊控制在倒立摆系统中的应用深圳信息职业技术学院学报,图未调整参数系统响应图由图可知系统响应是不稳定的，需要调整参数，和，直到获得满意的控制结果。首先增加比例系数，观察它对响应的影响，取，系统响应如下当时图参数时系统响应图系统稳定时间约为秒。由于此时稳态误差为，所以不需要改变积分环节可以改变积分系数，观察系统响应会变坏系统响应的超调量比较大，为了减小超调，增加微分系数，取，观察响应曲线当时图参数时系统响应图由图可知，系统稳定时间约为秒，稳态误差为，超调量为。如果再加积分，则结果会变。当时，图参数时系统响应图相对图来讲，这次结果明显变坏。但是作出调整，则结果为图参数，时系统响应图这个结果也是令人满意的。小车位置控制算法仿真程序为类产品的 检测新能源新技术研发中向社会各界提供优质服务，在生产单位 与用户 计量法设置的产品质量监督检测计量检定的综合性法定检测机 构，以行为公正方法科学数据准确服务高效为质量方针。中 心遵循科学公正廉洁高效规范准确及时满意的质量方针， 液检测，通，归档资料。 未经允许，请勿外传,环境影响评价 第八章节能节水 必要性 节能节水原则 节能措变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化超前，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入比例项往往是不够的，比例项的作用仅是放大控，有助于克服振荡，减小超调量，让系统趋于稳定。但微分环节对输入信号的噪声很敏感，对噪声较大的系统最好不要采用微分控制，当然也可以在微分作用前进行滤波处理。适当选择微分常数，可以使微分作用达到最优。数字控制算法随着计算机的发展，微机开始进入控制领域，为控制带来了革新技术，人们将模拟控制规律引入到数字计算机中，对模拟控制规律进行离散化，就可以用软件来实现控制，成为数字控制。数字控制算法可以分为位置式控制算法和增量式控制算法。位置式控制算法计算机控制与传统的模拟量控制不同，它是采用种采样控制，只能根据采样时刻的偏差值进行计算控制。不能像模拟量控制那样连续输出控制量进行连续控制。因此，对模拟量控制中的积分项和微分项必须先进行离散化处理。根据数字信号处理相关知识可知，离散化处理离散采样时间对应着连续时间其中为采样序号，为采样周期，用求和的形式代替积分，以增量的形式代替微分，可进行近似变换得到式中，为采样序号为第次采样时刻的输入偏差值为第次采样时刻的输入偏差值为微分常数为控制常量。当采样周期足够小，上述计算结果可以达到足够精确，离散控制过程可近似看成为连续控制过程。上述过程采用了全部控制量，因此被称为全量式或位置式控制算法。因为是全量输出，所以每次输出结果均与过去状态有关，计算式对进行累加，工作量大且控制器输出的对应的执行机构的实际位置，在控制器出现故障时，如果输出发生大幅度变化，会引起执行机构的大幅度变化，可能造成严重的生产事故。增量式控制算法增量式是指数字控制器的输出只是控制量的增量，当执行器需要的控制量是增量而不是位置时，可以使用增量式算法进行控制。由式可得控制器在第个采样采样时刻的输出值为由和相减并整理，可得到增量式控制算法公式为式中，,上式中，还可以写成下面的形式式中，由式可以看出，如果计算机控制系统采用恒定的采样周期，旦确定了，只要使用前后三次测量的偏差值即可，就可以求出控制增量，与位置式算法相比，计算量小得多，因此在实际应用中应用广泛。系统控制原理液位系统是个基于模拟信号的控制系统。由液位测量变送器水泵变频电机水箱等设备组成，液位测量变送器测量水箱的水位高度范围为,对应输出的电压信号，该信号送给内，将该液位电压信号作为块的值，与设定值相减，在块内进行积分比例微分运算后，最后输出电压信号到水泵变频电机信号对应水泵变频电机的频率，控制变频器的转速，控制出水量，从而达到控制水位高度的目的。硬件连接要进行软件设计，首先应该做的工作是在软件中进行硬件配置，本设计所涉及到的硬件包括背板模块通行模块模拟量输入模块模拟量输出模块。考虑到所使用设备为实验室整体设备。所以本设计没有卸载掉未用的模块。在中进行硬件配置如图所示。图的硬件配置要进行硬件之间电压的信号传输，则需建立与软件的通信。本设计采用以太网进行通