xPC Target在“PID控制算法”教学中的应用.doc
《xPC Target在“PID控制算法”教学中的应用.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《xPC Target在“PID控制算法”教学中的应用.doc(7页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、xPC Target在“PID控制算法”教学中的应用PID控制算法是控制理论中一个非常重要的知识点,不仅内容抽象、理论性强,而且工程实践性强,标准PID以及各种改进的PID控制算法在实际生产中大量应用,占据着主导地位。由于该算法是理解反馈控制的基础以及它的实用性,自动化类专业中除了在自动控制原理、PLC应用等课程做重点介绍外,往往还安排综合实训来强化对该算法的认识。由于高职高专学生一般数学基础和抽象思维能力较差,在以上的几门课程教学中(它们往往是安排在不同的学期中)又难以互相紧密配合,故教学效果不甚理想,教师难教,学生难懂。为了提高教学效果,尝试在自动控制原理中引入xPC Target实时仿真
2、技术并应用引导文教学法进行教学,取得了很好的成效。 一、传统教学方法的不足 对于PID控制算法的学习,传统的教学方法主要有讲授法和仿真实验法。讲授法就是教师在课堂上通过公式推导和例子讲解,将知识和技能传授给学生。仿真法则在课堂引入数学软件Matlab,使用M语言编写程序或simulink搭建仿真模型,让学生有一个“虚拟”的认识。仿真法的引入是自动控制原理教学近年来的一大改进,新出版的相关教材几乎都引入了Matlab这个强大的数学工具。但是对于普通的高职高专学生,他们的数学基础较为薄弱,抽象理解能力不强,不管是讲授法还是仿真法,对他们来说,看到的、听到的还都是很“虚”的数学公式,难以接受。 高职
3、高专学生的学习情绪化较强,对感兴趣的东西可以有较高的学习积极性,对于抽象枯燥的东西则不愿学习,效率低下。如果学习任务能够与具体实物密切联系,有一定的可操作性和实用性,则他们乐于挑战任务,并可以保持较为持久的兴趣。传统教学法在讲授该部分内容时,正是缺少理论与实际相结合的具体实物以及引申出的教学设计,xPC Target是Matlab平台下的一种半实物实时仿真技术,能够使用Matlab的Simulink/Stateflow等设计出来的控制器直接去控制受控对象实物,它的特点正好弥补这种缺陷。引入xPC Target,可以更好地采用新的教学方法,比如项目教学法、引导文教学法等,从而能更好地将理论和实践
4、结合在一起,提高教学效果。 二、xPC Target简介及基本原理 xPC Target是MathWorks提供的一种快速原型设计的方法,用于控制器的实时测试和开发,支持多种通用的PC输入、输出卡。xPC Target 是一种宿主机-目标机的运行模式,包括硬件系统和软件系统。硬件系统包括宿主机、目标机、目标机上的I/O板卡,软件系统在宿主机上包括windws系统、Matlab宿主机开发环境、xPC接口函数,目标机上包括xPC实时内核以及实时控制程序。宿主机和目标机之间通过串口或以太网进行通信。用户首先在宿主机上使用Matlab,Simulink等高级语言开发控制程序,然后下载到目标机上实时运行
5、,宿主机和目标机可以交互显示数据和信号。值得注意的是,xPC实时内核是Matlab在宿主机上生成的,目标机除了PC本身带有的引导程序外,不需要任何其他系统软件。 图1 xPC Target系统宿主机-目标机示意图 三、基于xPC Target的单容液位控制系统的搭建 单容液位控制系统是高校自动化课程中典型使用的被控对象,采用xPC Target系统可以搭建如图2所示的系统控制结构框图。xPC Target目标机上使用研华的高性能、高速多功能数据采集控制卡PCL-711B。它提供了8路12位A/D、1路12位D/A以及16路TTL兼容的输入输出。Matlab/simulink的xPC Targe
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- xPC Target在“PID控制算法”教学中的应用 Target PID 控制 算法 教学 中的 应用
链接地址:https://www.31doc.com/p-1581378.html