无线通信实验Word格式.docx
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图1中，采用台湾威达（ICP）无线通信模块SST900EXT,通信距离1km;
波特率最大19200；
232/485通信接口。
二无线通信平台的VB控制系统实验
1实验目的
1）掌握电热炉温度控制的原理及方法。
2）掌握基于无线通信平台VB电热炉温度控制系统PID控制算法。
2实验仪器
微机、自动控制实验箱、无线通信网络（泓格i7000系列）或以太网通信平台
3实验内容
（1）利用VisualBasic6.0软件和无线通信控制网络来设计模拟加热炉温度控制实验。
（2）通过VisualBasic6.0界面，调节PID实现对模拟加热炉温度的实时控制。
4实验电路
图2温度自动控制实验连接图
5实验步骤
（1）按照实验指导书上的电路图连线连接实验箱。
（2）在电脑上打开7000Utility界面双击7000Utility图标，进入&
#8220;
7000Utility&
#8221;
界面，程序自动搜索模块。
再点击7012模块，点击setting。
（3）在电脑上打开串口监视精灵双击串口监视精灵软件，进程ID选择25847000util.exe，串口号选择所有COM口，点击启动。
（4）串口监视精灵界面通过观察监视结果的数据得知指令为#02&
回车&
打开串口调试助手，在串口调试助手的界面下方中：
加入指令，#02回车，打开串口，手动发送，则在界面上就会显示实时的温度数据。
（5）打开VisualBASIC的对象窗体界面双击VisualBASIC，在对象窗体的工具栏处双击，选择部件选项，勾选MicrosoftCommControl6.0。
（6）部件界面添加按钮控件、文本控件，及com控件。
（7）VisualBASIC的代码窗体界面根据各个空件的功能，进行编程。
（8）将Pt100放入电烤箱能观察主界面温度曲线的变化，并且做记录。
三基于无线通信平台的VB温度PID控制系统硬件设计
1系统硬件设计
图3硬件电路设计
2系统界面设计
图4系统界面设计
3数据采集与显示程序设计
7000Utility界面双击7000Utility图标，进入&
结果如图5所示
图57000Utility界面
&
界面6串口监视精灵双击串口监视精灵软件，进程ID选择25847000util.exe，串口号选择所有COM口，点击启动，界面如图6所示：
图6串口监视精灵
串口监视精灵界面通过观察监视结果的数据得知指令为#02&
#8221；
串口调试助手在串口调试助手的界面下方中：
加入指令，#02回车，打开串口，手动发送，则在界面上就会显示实时的温度数据，串口调试助手的界面如图所示：
图7串口调试助手界面
VisualBASIC的对象窗体界面双击VisualBASIC，在对象窗体的工具栏处双击，选择部件选项，勾选MicrosoftCommControl6.0，结果如图8所示
图8VisualBASIC界面
图9VisualBASIC主界面
VisualBASIC的代码窗体界面根据各个空件的功能，进行编程，程序代码如图10所示
图10程序代码界面
4系统控制方法设计
控制系统主要由控制器和控制对象两部分组成，通过一定的控制方法使系统达到所要求的控制性能。
控制模式有开环控制、闭环控制和复合控制三种。
所谓的开环控制是控制器与控制对象之间只有正向作用，没有反向联系，是一种单向的控制过程。
如果控制器与控制对象之间既有正向作用又有反向联系，这种控制方式称为闭环控制或反馈控制。
在某种情况下，为了达到较好的控制效果，往往将开环控制和闭环控制结合起来，这种控制方式称为复合控制。
过程控制的基本算法很多，本实验主要采用PID控制算法。
PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于过程控制和运动控制中，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
随着计算机进入控制领域，不仅可以用软件实现PID控制，而且可以利用计算机的逻辑功能，使PID控制更加灵活。
常规的PID控制系统原理框图如下图所示，系统由PID控制器和被控对象组成。
PID控
图11PID控制系统框图
制器是一种线性控制器，它根据给定值r（t）与实际输出值c（t）构成控制偏差：
e（t）=r（t）-c（t）将偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。
PID控制器各校正环节的作用如下：
1.比例环节:
比例调节的方程为y=
.e（t）其中y为比例调节器的输出,
为比例系数，e（t）为调节器的输入或偏差值,而e（t）=
-
。
这里
为设定的目标值，
为tt时刻的采样值。
比例调节器的输出变化与输入偏差成比例。
比例调节作用的大小除了与偏差e（t）有关外，主要取决于比例系数
的大小。
越大，比例调节作用越强，反之则越弱。
但对于大多数来说，
太大时，会引起系统自激振荡。
2.积分环节：
积分调节的方程为：
其中，Ti为积分时间。
积分调节的主要特点是调节器的输出不仅取决于偏差信号的大小，而且还主要与偏差存在时间有关。
只要有偏差存在，输出就会随时间不断增长，直到偏差消除后，调节器的输出才不会变化。
因此，积分作用能消除静差，这是它的主要优点。
但是它的主要缺点是动作缓慢。
而且在偏差刚一出现时，积分作用很弱，不能及时克服扰动的影响，使被调参数的动偏差增大，调节过程变长。
3.微分环节：
微分调节的方程如下：
，其中，dT为微分时间。
微分调节的主要特点是输出可以反映偏差的变化速度。
因此，对于一个固定不变的偏差，不管其数值有多大，也不会有微分作用输出。
所以微分作用不能消除静差，而只能在偏差发生变化时，产生调节作用。
4.系统设计程序代码
DimDin,OutPid,OutVAsSingle'
输入输出电压
DimLimTempAsSingle'
阈值
DimfCountAllOutv,fCountAllDinAsSingle'
DimiCounterOutv,iCounterDinAsInteger
Dimm_i_testAsInteger
DimdVoltAsSingle
DimdTempAsSingle
Dimm_i_TargTempAsSingle
'
DimTimeAsLong
Dimm_start_timeAsDate
DimCtlTimeAsLong
Dimm_v_DinAsSingle
------------输出电压曲线
PrivateSubCmdCurOutV_MouseEnter（）
EndSub
'
‘WarmCurve1.YMaxValue=10
WarmCurve1.YAxisDiv=10
WarmCurve1.XAxisDiv=10
TimerCurOutV.Enabled=True
CallTimerCurOutV_Timer
PrivateSubCmdStart_Click（）
DimXAsLong
DimRetAsVariant
IfText1.Text="
"
OrText2.Text="
OrText3.Text="
OrText4.Text="
Then
Ret=MsgBox（"
请设定好各参数"
vbDefaultButton1+vbOKOnly,"
警告"
）
ExitSub
EndIf
------------设置PID参数
T=Val（Text1.Text）*1000
Kp=Val（Text2.Text）
Td=Val（Text3.Text）
Ti=Val（Text4.Text）
TimerOutV.Interval=T
Td=kp*Td/Val（Text1.Text）
Ti=Kp*Val（Text1.Text）/Ti
TargTemp=Val（Text6.Text）
TargTemp=TargTemp*1/20
m_i_TargTemp=TargTemp*1/10
-----------设置模块参数
NAP7000X1.PortOpen=True
NAP7000X1.BaudRate=Val（Combo2.Text）
NAP7000X1.CheckSum=True
NAP7000X1.COMPort=Val（Combo1.Text）
NAP7000X1.ModuleAddress=Val（"
&
H"
+Combo3.Text）
NAP7000X1.ChannelNo=Val（Text7.Text）
NAP7000X1.ModuleID=CLng（"
+Combo4.Text）
-----------开始工作
Text8.Text=Str（20*Din）+"
"
+Str（u）
WarmCurve1.iCurCuve=2
ForX=WarmCurve1.LeftToWarmCurve1.Left+WarmCurve1.WidthStep7
WarmCurve1.AddLineDot（TargTemp*20）
WarmCurve1.AddLineDot（m_i_TargTemp*10）
NextX
TimerDin.Enabled=True
TimerOutV.Enabled=True
m_start_time=Time
PrivateSubCmdExit_Click（）
TimerDin.Enabled=False
TimerOutV.Enabled=False
------------使PID输出0
+"
01"
7021"
NAP7000X1.AnalogOut（0）
Text5.Text="
0.00"
PrivateSubForm_Unload（CancelAsInteger）
TimerCurOutV.Enabled=False
OpenIconFrmFace.hWnd
PrivateSubText8_Change（）
phoenixaddition'
m_v_Din=（20/2）*Din
Text8.Text=Format（m_v_Din,"
###.0"
）'
每0.1秒显示一次温度
PrivateSubTimerDin_Timer（）
-------------输入温度
Din=NAP7000X1.AnalogIn
IfDin<
0ThenDin=0
fCountAllDin=Din+fCountAllDin
iCounterDin=iCounterDin+1
If（iCounterDin>
9）Then
Din=fCountAllDin/10
Text8.Text=Format（20*Din,"
iCounterDin=0
fCountAllDin=0
PrivateSubTimerOutV_Timer（）
Fori=0To9
=9）Then
Text8.Text=Format（20*Din,"
每显示一次温度
Next
-------------平均处理
Text8.Text=Format（10*Din,"
每0.6显示一次温度
------------计算偏差及PID输出值
CurTemp=Din
CurTemp=m_v_Din
ETemp（3）=ETemp
（2）
ETemp
（2）=ETemp
（1）
ETemp
（1）=TargTemp-CurTemp
ETemp
（1）=m_i_TargTemp-CurTemp
IfTargTemp-CurTemp>
LimTempThen
OutV=5
Else
OutPid=Ti*ETemp
（1）+Kp*（ETemp
（1）-ETemp
（2））'
+'
Td*（ETemp
（1）-2*ETemp
（2）+ETemp（3））
OutV=OutV/2
OutPid=OutPid/2
OutV=OutV+OutPid
OutV=OutV/2+OutPid/2
IfOutV>
4.95Then
ElseIfOutV<
0.05Then
OutV=0
OutV=OutV+OutPid
IfOutV>
1Then
OutV=1
EndIf
IfOutV<
0Then
OutV=OutV*5
m_i_test=OutV
NAP7000X1.AnalogOut（OutV）
Text5.Text=Format（OutV,"
#0.00"
EndSub
-----Picture2初始设置
FrmPID.Picture2.AutoRedraw=True
FrmPID.Picture2.ScaleWidth=1000
FrmPID.Picture2.ScaleHeight=10
FrmPID.Picture2.ScaleTop=-5
FrmPID.Picture2.ScaleLeft=0
FrmPID.Picture2.Line（0,0）-（FrmPID.Picture2.ScaleLeft+FrmPID.Picture2.ScaleWidth,0）,RGB（192,192,0）
FrmPID.Picture2.PSet（0,0）
Me.AutoRedraw=True
----------纵坐标
Line5.Y1=（WarmCurve1.Top+WarmCurve1.Height/2）
Line5.Y2=Line5.Y1
Line6.Y1=（WarmCurve1.Top+WarmCurve1.Height）
Line6.Y2=Line6.Y1
Yd=（WarmCurve1.Height）/10
Fori=0To10
FrmPID.Line（WarmCurve1.Left-150,WarmCurve1.Top+i*Yd）-（WarmCurve1.Left,WarmCurve1.Top+i*Yd）,RGB（0,0,255）
Next
Fori=0To19
FrmPID.Line（WarmCurve1.Left-150/2,WarmCurve1.Top+（（i+1）/2）*Yd）-（WarmCurve1.Left,WarmCurve1.Top+（（i+1）/2）*Yd）,RGB（0,0,255）
----------横坐标
Line8.X1=WarmCurve1.Left+WarmCurve1.Width/2
Line8.X2=Line8.X1
Line9.X1=WarmCurve1.Left+WarmCurve1.Width
Line9.X2=Line9.X1
Xd=（WarmCurve1.Width/10）
FrmPID.Line（WarmCurve1.Left+i*Xd,WarmCurve1.Top+WarmCurve1.Height）-（WarmCurve1.Left+i*Xd,WarmCurve1.Top+WarmCurve1.Height+150）,RGB（0,0,255）
FrmPID.Line（WarmCurve1.Left+（（i+1）/2）*Xd,WarmCurve1.Top+WarmCurve1.Height）-（WarmCurve1.Left+（（i+1）/2）*Xd,WarmCurve1.Top+WarmCurve1.Height+150/2）,RGB（0,0,255）
PrivateSubCombo5_Click（）
DimiAsInteger
CtlTime=Val（Combo5.Text）
Label15（i）.Caption=（i+1）*Val（Combo5.Text）/10
TimerCurReTemp.Interval=Val（Combo5.Text）*60
PrivateSubWarmCurve1_MouseMoveGetData（ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle）
StatusBar1.Panels
（1）.Text="
当前坐标为：
+Str（X）+"
"
+Str（
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