浙江理工计算机接口实验：离散PID控制与串口通讯

本篇文档是浙江理工大学机械与自动控制学院18级机械工程（1）班学生李召兵的一份计算机接口及控制技术课程报告，主要任务是设计和实现一个实验系统，包括PC端的仿真程序和Arduino板上的控制程序。实验的核心目标是建立一个能通过串口通信实现控制的系统，具体应用可能是一个温度控制系统或电机控制系统。 在PC端，学生需编写一个仿真程序，该程序需包含所选系统的模型，如PID控制模型，并且设计一个控制接口，以便接受来自Arduino的控制指令。这个接口的实现需要确保与Arduino程序的同步，即使仿真系统的步长和控制系统的执行周期不完全一致，也需要有适当的同步机制来确保控制的准确性。 在Arduino部分，学生需要实现离散PID控制算法，并编写控制程序。这部分代码定义了一个LED控制的简单例子，使用pinMode函数设置LED的输出模式为输出，并初始化了默认的周期（T）和占空比（dc）。主循环部分通过Serial.available()检查是否有新的数据从串口接收，读取字符后进行解析，如果接收到的字符串以"T"开头，则解析周期值，否则解析占空比值。这样，通过修改接收到的字符串参数，可以改变控制系统的响应特性。 整个实验设计的关键在于串口通信协议的设计，需要确保控制命令的可靠传输，同时还要处理可能出现的数据解析错误。此外，报告还强调了编程语言的灵活性，允许学生根据自己的技术背景选择合适的编程语言进行开发。 完成实验后，学生还需要在PC端记录控制系统的状态曲线，并对曲线进行分析和解释，展示控制效果和PID控制策略如何影响系统的性能。这份报告将展示学生对计算机接口理论的理解，以及实际操作技能的运用，是评估其对控制理论和技术实践能力的重要依据。