计算机控制课程设计（2011专）..doc

《计算机控制技术》课程设计 指导书 一. 目的和意义 本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。通过本课程设计，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，进一步巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能；培养学生独立自主、综合分析的思维与创新能力，最终使学生初步具有设计小型计算机控制系统的硬件及软件的能力。同时，通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的一系列过程，使学生得到一次科学研究工作的初步训练。从而，在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。 二. 选题要求 选题应覆盖本课程的基本内容，具有硬件和软件相结合的特点，有一定的深度和难度。 三. 课程设计选题原则 课程设计应选择少数几种(3-5种)有实际应用背景的小型计算机控制系统应用实例为 对象。下面给出几个参考课程设计课题： 1、计算机温度测控系统设计； 2、数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和实现； 3．基于大林算法的淬火炉炉温控制系统设计； 4. 最少拍无纹波计算机控制系统设计及仿真实现 四. 编写课程设计报告，绘制完整的系统电路图或得出系统仿真结果。 五. 设计时间分配 课程设计时间为一周，将其分为三个阶段。 第一阶段：阅读研究课程设计指导书与任务书，复习有关知识，收集文献资料，设计系统框图。此阶段约占总时间的20%。 第二阶段：对装置、器件、芯片作好选型，细划与设计、绘出各部分接口电路图，完成主要程序框图绘制。约占总时间的60%。 第三阶段：整理、汇总、撰写文图说明书。约占总时间的20%。 六. 课程设计成绩考核：课程设计采用五级(优、良、中、及格、不及格)评分制。最后成绩依据课程设计总结报 告及实际调试结果决定。  附录 课程设计参考题目及内容 1. 计算机温度测控系统设计 一．课设目的 1.了解温度控制系统的特点、组成和接口电路 2.掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路 3.掌握设计控制程序的方法 4.应用各种控制算法，实现温箱的闭环控制 二．课设内容 要求设计一个以8088或是单片机为核心的电烤箱计算机控制系统，包括主要过程输入输出通道及主要接口，外配显示、键盘操作以及包括传感变送器及执行器的小型计算机控制系统。温度测量范围为（0~120摄氏度），加热时显示实时温度。 1.设计内容及步骤 (1)系统方案的确定 a.系统的总体架构； b.硬件方案的确定； c.软件方案的确定 (2)硬件系统设计 a.完成芯片选型;以及输入检测电路 b.控制电路设计：键盘输入、LED显示电路、A/D及D/A接口电路等 c.控制驱动电路的设计 (3)软件系统设计 a.主控程序模块 b.数据采集、报警控制、 2 提交课程设计报告应该包括 （1）阐明系统总体方案，画出硬件电路原理图。 （2）给出程序设计思路、画出各程序的流程图。 （3）给出输入接口程序清单并加上必要注释。 （4）设计心得以及列出参考文献。 2.数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和实现 一. 课设目的 1. 理解晶闸管直流单闭环调速系统的数学模型和工作原理； 2. 掌握PID控制器参数对控制系统性能的影响； 3. 能够运用MATLAB/Simulink软件对控制系统进行正确建模并对模块进行正确的参数设置； 4. 掌握计算机控制仿真结果的分析方法。 二. 课设内容 参考结构： 已知某晶闸管直流单闭环调速系统的转速控制器选用PID控制器，结构如图1所示 1. 写出数字PID的控制流程图 2. 编写程序实现数字PID控制 3. 运用MATLAB/Simulink软件对控制系统进行建模并对模块进行参数设置 4. 选用合理的参数整定方法合理选择Kp、TI、TD以及采样周期T，使系统在超调不大的情况下快速响应。 5.得出仿真结果并进行仿真分析。 6. 程序清单及简要说明 7. 完成设计说明书（列出参考文献，以及仿真结果及分析）。 3.最少拍无纹波计算机控制系统设计及仿真实现 一. 课设目的： 1．学习并掌握有纹波最少拍控制器的设计和Simulink实现方法； 2．研究最少拍控制系统对典型输入的适应性及输出采样点间的纹波； 3．学习并掌握最少拍无纹波控制器的设计和Simulink实现方法； 4． 研究输出采样点间的纹波消除方法以及最少拍无纹波控制系统对典型输入的适应性。 二. 课设内容： 下面以一个具体实例介绍最少拍系统的设计和仿真。 如图2所示的采样-数字控制系统，