最少拍控制系统设计

能源与动力工程学院

课程设计报告

题 目：课 程：专 业：班 级：姓 名：学 号：

最少拍控制系统设计 计算机控制技术课程设计

《计算机控制技术》课程设计任务书

一、 课程设计目的

课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。

《计算机控制技术》是一门实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。通过课程设计，加深对学生控制算法设计的认识，学会控制算法的实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统的实际组成，掌握计算机控制系统的整体设计方法和设计步骤，编程调试，为从事计算机控制系统的理论设计和系统的整定工作打下基础。

二、 课程设计内容

设计以89C51单片机、ADC、DAC等电路和运放电路组成的被控对象构成的单闭环反馈控制系统。 1. 硬件电路设计：89C51最小系统加上模入电路ADC0809和模出电路DAC0832；由运放构成的被控对象。

2. 控制算法：最少拍控制、PID。

3. 软件设计：主程序、定时中断程序、A/D转换程序、滤波程序、D/A输出程序、最少拍控制程序等。

三、 课程设计要求

1. 模入电路能接受双极性电压输入（-5V~+5V），模出电路能输出双极性电压（-5V~+5V）。 2. 被控对象每个同学选择不同：

G(s)?5,(s?1)(0.8s?1)G(s)?4,s(0.4s?1)G(s)?10(s?1)(0.4s?1)

G(s)?5

s(0.8s?1)8

s(0.8s?1)(0.2s?1)G(s)?5,s(s?1)(0.2s?1)G(s)?G(s)?5,(0.8s?1)(0.3s?1)G(s)?5(0.8s?1)(0.2s?1)

3. 设计无纹波最少拍控制器。被控对象有积分环节的按斜坡输入信号设计控制器，否则按阶跃输入信号设计控制器。

1

4. 定时中断间隔可在10-50ms中选取，采样周期取采样中断间隔的整数倍，可取1000-2000ms，由实验结果确定。

5. 滤波方法可选择平均值法，中值法等。

四、 课程设计实验结果

1. 控制系统能正确运行。 2. 按设计信号下的系统输出响应。

3. 其他典型输入信号下的系统输出响应。

五、 进度安排

序号 1 2 3 4 5 6 7 内容 布置任务，查阅资料 总体方案确定，硬件电路设计 熟悉实验箱及C语言开发环境，研读范例程序， 控制算法设计 软件编程，调试 实验 总结，撰写课程设计报告 天数 0.5 1.5 1 1 1 1 1

六、 课程设计报告内容：

总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下： 1．课程设计的目和设计的任务。 2．课程设计的要求。

3．控制系统总框图及系统工作原理。

4．控制系统的硬件电路连接图（含被控对象），电路的原理。 5．软件设计流程图及其说明。

6．电路设计，软件编程、调试中遇到的问题及分析解决方法。 7．实验结果及其分析。 8．体会。 七、

参考文献

（列出你所利用的参考文献。格式参见下。）

[1] 于海生主编，微型计算机控制技术，北京：清华大学出版社，1999 [2] 张艳兵等编著，计算机控制技术，北京：国防工业出版社，2008 [3] 张毅刚主编，单片机原理及应用，北京：高等教育出版社，2004 [4] 陈涛编著，单片机应用及C51程序设计，北京：机械工业出版社，2008

[5] 楼然苗, 李光飞编著, 单片机课程设计指导, 北京: 北京航空航天大学出版社, 2007 [6] 控制、电子技术类杂志、报刊

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第 二 部 分

课

程 设 计 报 告

3

目 录

1．课题简介

1.1 课程设计内容…………………………………………………………5 1.2课程设计要求…………………………………………………………5

2．方案设计

2.1 设计步骤 ……………………………………………………………………5

2.2 控制系统总框图及系统工作原理………………………………………6

3．硬件电路设计

3.1 被控对象设计 ………………………………………………………………8 3.2 硬件电路连接图 ……………………………………………………………9

4．控制算法设计 ……………………………………………………10 5．软件编程设计

5.1 流程图 ………………………………………………………………………11 5.2 程序设计 ………………………………………………………………………12

6．实验结果与分析 …………………………………………………14 7．心得体会 …………………………………………………………14

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