[發(fā)明專利]一種模擬PID控制的教學(xué)裝置及使用方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710321225.0 | 申請日： | 2017-05-09 |
| 公開（公告）號： | CN106910378A | 公開（公告）日： | 2017-06-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 朱俊;陳志明;鄭玉柱;嵇明軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 |
| 主分類號： | G09B5/02 | 分類號： | G09B5/02 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所11569 | 代理人： | 王加貴 |
| 地址： | 213000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 模擬 pid 控制 教學(xué) 裝置 使用方法 | ||
1.一種模擬PID控制的教學(xué)裝置，其特征在于，包括平衡杠桿、狀態(tài)反饋裝置和PID控制器，所述平衡杠桿的一端設(shè)置有擾動裝置，所述平衡杠桿的另一端設(shè)置有平衡擾動裝置，所述狀態(tài)反饋裝置與所述PID控制器信號連接，所述PID控制器與所述平衡擾動裝置電連接，所述擾動裝置用于施加擾動，所述平衡擾動裝置用于平衡所述擾動裝置施加的擾動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置，其特征在于，所述擾動裝置為托盤，所述托盤內(nèi)設(shè)置有砝碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置，其特征在于，所述平衡擾動裝置為電風(fēng)扇，所述電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速由所述PID控制器控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置，其特征在于，所述狀態(tài)反饋裝置為編碼器，所述編碼器位于所述平衡杠桿的中間位置，所述編碼器與所述平衡杠桿軸連接，所述編碼器用于將所述平衡杠桿的偏移角度反饋給所述PID控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置，其特征在于，所述PID控制器包括觸摸屏，用于調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù)。
6.一種模擬PID控制的教學(xué)裝置的使用方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的教學(xué)裝置，包括如下步驟：
S1，調(diào)節(jié)所述教學(xué)裝置，使所述教學(xué)裝置處于初始平衡狀態(tài)；
S2，通過所述擾動裝置對初始平衡狀態(tài)施加擾動，使所述教學(xué)裝置處于不平衡狀態(tài)；通過PID控制器調(diào)節(jié)所述平衡擾動裝置，使所述教學(xué)裝置重新處于平衡狀態(tài)；
S3，分別改變PID控制器的P參數(shù)、I參數(shù)和D參數(shù)，重復(fù)S2，觀察PID控制器的P參數(shù)、I參數(shù)和D參數(shù)對PID控制過程的影響。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置的使用方法，其特征在于，S1所述調(diào)節(jié)教學(xué)裝置，使所述教學(xué)裝置處于初始平衡狀態(tài)的具體步驟包括：
S11、向所述托盤中放一個所述砝碼，所述托盤和所述砝碼為所述教學(xué)裝置的擾動裝置；
S12、給所述電風(fēng)扇通上一定的電流，使所述電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；并調(diào)節(jié)電流使所述編碼器的輸出角度為0，使所述教學(xué)裝置處于初始平衡狀態(tài)；所述電風(fēng)扇為所述教學(xué)裝置的平衡擾動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置的使用方法，其特征在于，S2所述通過擾動裝置對初始平衡狀態(tài)施加擾動，使裝置處于不平衡狀態(tài)的具體方法為向所述托盤中添加所述砝碼或從所述托盤中取出所述砝碼，所述托盤和所述砝碼為所述教學(xué)裝置的擾動裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置的使用方法，其特征在于，S2通過PID控制器的自動調(diào)節(jié)所述平衡擾動裝置，使所述教學(xué)裝置重新處于平衡狀態(tài)的具體步驟包括：
S21、所述PID控制器接收所述編碼器反饋的所述平衡杠桿的偏移角度；
S22、所述PID控制器根據(jù)所述平衡杠桿的偏移角度，改變所述電風(fēng)扇的電流，進而改變電風(fēng)扇的速度；
S23、重復(fù)S22，直到所述編碼器反饋的所述平衡杠桿的偏移角度為0，所述實驗裝置處于新的平衡狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模擬PID控制的教學(xué)裝置的使用方法，其特征在于，S3所述改變PID控制器的參數(shù)的具體步驟包括：
S31、通過所述觸摸屏改變PID控制器的P參數(shù)，觀察P參數(shù)的變化對處于新的平衡狀態(tài)時所述電風(fēng)扇的速度變化量和所述編碼器輸出角差值關(guān)系的影響；
S32、通過所述觸摸屏改變PID控制器的I參數(shù)，觀察P參數(shù)的變化對平衡狀態(tài)恢復(fù)時間的影響；
S33、通過所述觸摸屏改變PID控制器的D參數(shù)，觀察D參數(shù)的變化，對超調(diào)現(xiàn)象的影響。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，未經(jīng)常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710321225.0/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
