计算机控制-空调控制系统设计.docVIP

电子信息与电气工程系

课程设计报告

设计题目：空调控制系统设计

2010年6月24日

《空调控制系统设计》任务书

设计内容

设计一空调房间温度控制系统，该系统能准确测量房间温度，并根据设定温度进行有效控制。空调设计变频空调制冷(热)量与压缩机转速有关，通过控制压缩机转速频率来控制所需热量。空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。

设房间热惯性时间常数=450，空气导热延迟τ=35，选择适宜的控制算法进行控制。

设计步骤

总体方案设计

控制系统的建模和数字控制器设计

硬件的设计和实现

选择计算机字长(选用51内核的单片机)

设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等)；

设计输入信号接口电路；

设计信号输出控制电路；

其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)。

软件设计

分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；

编写A/D转换和位置检测子程序框图；

编写控制程序和D/A转换控制子程序模块框图；

其它程序模块(显示与键盘等处理程序)框图。

五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图(A3幅面)。

摘要:

本文详细表达了利用51单片机构建了一个空调控制系统。确定了影响室内温度参数检测控制方法，并对其传感器测量电路、控制器执行电路及软件系统进行了设计。用Matlab软件对系统进行仿真，结果说明系统运行稳定，能到达预期的控制要求。

关键词:空调模型51单片机MATLAB控制系统

目录

TOC\o1-3\h\z\u1．本课程设计的目的与意义 5

1.1设计的目的 5

1.2课程设计的意义 5

2．设计任务 5

2.1设计内容 5

2.2设计要求 5

3.空调模型 6

模型分析 6

3.2MATLAB仿真 6

3.3MATLAB仿真结果 6

4硬件设计 7

硬件系统框图 7

各局部硬件的设计 7

压缩机驱动电路 10

5.软件设计 12

5.1工作模式分析 12

5.2系统程序流 13

5.3AD转化程序设计 14

6.感谢 14

1．本课程设计的目的与意义

1.1设计的目的

通过该课程的学习使我们对计算机控制系统有一个全面的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。

1.2课程设计的意义

《计算机控制系统》课程是我们自动化专业在这个学期学的一门专业课程。通过该课程的学习使我们对微机系统有一个根本的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。而通过《计算机控制系统》课程设计还进一步锻炼了同学们在计算机应用方面的实际工作能力。计算机科学在自动化控制应用上得到了飞速开展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际,掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。我们要着重学会面对一个实际问题，如何去自己的收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地提高分析和解决问题的能力。

2．设计任务

2.1设计内容

设计一空调房间温度控制系统，该系统能准确测量房间温度，并根据设定温度进行有效控制。空调设计变频空调制冷(热)量与压缩机转速有关，通过控制压缩机转速频率来控制所需热量。空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。

2.2设计要求

一、总体方案设计

二、控制系统的建模和数字控制器设计

三、硬件的设计和实现

1、选择计算机字长(选用51内核的单片机)

2、设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等)；

3、设计输入信号接口电路；

4、设计信号输出控制电路；

5、其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)。

四、软件设计

1、分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；

2、编写A/D转换和位置检测子程序框图；

3、编写控制程序和D/A转换控制子程序模块框图；

4、其它程序模块(显示与键盘等处理程序)框图。

五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图。

〔1〕空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始