一、引言
1、设计目的
微机接口技术与数字控制是一门综合性的应用课程,它集“传感器原理与应用”、“模拟与数字电子技术”、“单片微型计算机原理与应用”、“电机与驱动技术”等课程内容,其目的要求综合应用这几门课程内容,掌握常见机械自动化数字控制系统的应用技术。所以除了通过课堂讲解和分析微机接口技术和数字控制系统的设计方法,学生必须通过实际的设计、研制工作,才能掌握微机数字控制系统的总体设计过程、机械自动化控制方案的比较、传感器与驱动的选择、硬件电路的设计与绘制、控制软件的编制等技术,培养学生综合应用各门课程的能力,同时锻炼和培养学生的独立工作、调查研究、分析问题、解决问题的工作能力。
2、本课程设计的设计工作内容与要求
1)进行设计目标、基本功能、技术参数的分析和制定。 2)进行总体控制方案设计,完成微机接口芯片、传感器、驱动形式、信号调理电路等核心部件的选择和分析。
3)完成控制系统的硬件电路设计和PCB板绘制。 4)完成控制系统的功能实施程序的设计。 5)完成实验装置的制作、调试与试运行验证。 6)撰写设计说明书。
二、设计目标制定和任务书撰写要求
1、国内外研究进展及应用现状分析。
调研、分析、掌握拟设计的控制系统所涉及的相关技术的国内外研究进展及应用现状。
2、总体设计目标选定
在上述的调研基础上,选定课题所设计的控制系统的总体设计目标(定设计题目)。
3、控制系统的功能、要求分析和制定(从需求出发)
根据工程实际应用需求和控制系统的总体设计目标,分析和制定所设计的控制系统应具备的功能和要求。
4、控制系统的技术参数分析和制定(控制功能的体现)
针对控制系统所需的功能和要求,分析和制定控制系统需达到的技术参数。
5、控制系统的设计任务的实施要求
1)明确课题设计应完成的设计工作,设计工作应该包括完成控制系统的方案设计、硬件电路的逻辑和接口设计、控制系统的软件设计,以及电路中关键参数的计算与分析,样机的研制(控制系统的硬件电路板的焊接、演示辅助部件的搭建)与调试,实验数据的分析与结果等。
2)根据设计任务、设计目标,所设计的控制系统具备的功能和达到的技术参数,安排合理的设计计划和进度。
三、设计报告撰写要求
进行数字控制系统课程设计时,每个课题的人员数一般不超过2~3人,课题设计小组在完成相关的设计、制作工作后,每组独立撰写一份课程设计报告,并进行实物演示。
课程设计报告应包括以下几个内容:
1、分析、掌握所设计课题涉及的相关技术的国内外研究进展及应用现状
2、设计任务、要求和目标分析
3、控制系统的功能、技术参数的分析和制定 4、实施方案的设计和分析 5、设计计算和实施技术的分析
5.1、传感器的工作原理和应用技术介绍
5.2、电机或其它驱动部件的工作原理和应用技术介绍 5.3、单片微型计算机的信号采集、输出控制接口技术分析 5.4、系统电源电路的电参数的计算和分析
5.5、硬件电路的绘制,以及核心元件的电参数的计算和分析 5.6、系统的总体控制框图和各功能程序框图的设计和分析 5.7、软件设计和实施算法分析 6、验证试验内容和过程 7、设计结论 8、参考文献 9、附录
四、课程设计报告应涉及的内容及评语
打分表
报告应涉及内容 1、对设计题目所涉及的技术研究现状及应用领域的调研和分析。 2、系统功能、要求、参数的制定,对制定的功能、要求、技术参数应作合理性、应用性分析。 3、实施方案设计和选用,相关实施技术的分析和介绍。 评分该报告撰写情况 标准 10 10 基本涉及(1-5)、涉及(6-7)、全面涉及(8-9)、深入涉及(10) 得分 内容:正确合理(1-4)、应用性强(5-6) 分析:涉及(2)、完整(3)、详细全面(4) (得分:内容+分析) 方案:正确合理(1-5)、创新强(6-9) 分析:涉及(1-2)、完整(3-4)、详细全面(5-6)(得分:方案+分析) 内容:合理(1-8)、实用(9-10)先进(11-12) 分析:涉及(1-4)、完整(5-6)、详细全面(7-8)(得分:内容+分析) 内容:确合理(1-8)、实用(9-10)先进(11-12) 分析:涉及(1-4)、完整(5-6)、详细全面(7-8)(得分:内容+分析) 15 4、控制系统的硬件电路设计、分析,20 相关电路的电参数分析与计算,微机接口电路的选用、分配及应用电路逻辑关系的分析。 5、控制系统的软件编制,相关功能20 的实施算法分析、程序框图制定、变量定义、存储单元的分配、典型程序的分析与注释。 6、控制系统的试制与调试,软硬件系统调试过程,所涉及的问题解决方法分析,控制系统的实验结果。 15 7、报告格式、文字描述、图表清晰、10 参考文献。 过程:涉及(1-3)、完整(4-5)、详细 全面(6-7) 结果:合理正确(1-6)、应用性强(7-8) (得分:过程+结果) 格式:基本合理(1-3)、合理(4-5)、 文字、图表等:基本清晰(1-3)、清晰(4-5) (得分:格式+文字、图表)
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