计算机控制系统课程设计.doc

能源与动力工程学院 课程设计报告 题 目： 最少拍控制系统设计 课 程： 计算机控制技术课程设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气0902 姓 名： 孙威 学 号： 091302224  第 一 部 分 任 务 书 《计算机控制技术》课程设计任务书 一、课题名称 最少拍控制系统设计 二、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》是一门理论性、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调试工作打下基础。 三、课程设计内容 设计以89C51单片机和ADC、DAC等电路、由运放电路实现的被控对象构成的计算机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（用ADC0809等）和模出电路（用TLC7528和运放等）；由运放实现的被控对象。 2. 控制算法：最少拍控制。 3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D转换程序、滤波程序、最少拍控制程序、D/A输出程序等。 四、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. 模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。 3. 每个同学选择不同的被控对象： 4. 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。 5. 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。 6. 滤波方法可选择平均值法，中值法等。 有关的设计资料可参考《计算机控制实验指导书》的相关内容。 五、课程设计实验结果 1. 控制系统能正确运行。 2. 正确整定PID参数后，系统阶跃响应的超调<15% 六、进度安排 序号 内容 天数 1 布置任务，熟悉课题要求 0.5 2 总体方案确定，硬件电路设计 1.5 3 熟悉实验箱及C语言开发环境，研读范例程序， 1 4 控制算法设计 1 5 软件编程，调试 1 6 实验 1 7 总结，撰写课程设计报告 1 七、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。  第 二 部 分 课 程 设 计 报 告 目 录 1 课题简介 7 1.1 课程设计目的 7 1.2 课程设计内容 7 1.3 课程设计要求 7 2 最小拍控制方案设计 8 2.1 控制系统总体介绍 8 2.2 控制系统框图及闭环工作原理 8 3最小拍控制系统硬件电路设计 9 3.1 总体硬件电路图 9 3.2 输入双极性的实现原理 10 3.3 输出双极性的实现原理 10 3.4 给定的被控对象的实现 11 4 最小拍无纹波系统控制算法设计 11 4.1 最小拍无纹波控制的基本原理 11 4.2 最小拍无纹波控制的算法实现 12 5最小拍无纹波控制软件编程设计 13 5.1 主程序及中断程序的流程图 13 5.2 重要程序的作用与实现 13 5.2.1任务的分配 13 5.2.2重要程序的源码介绍 14 6 实验与结果分析 15 6.1 仿真的情况 15 6.2 上机调试过程 15 7 小结与体会 16 8 参 考 文 献 17 1 课题简介 1.1 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》是一门理论性、