计算机控制课程设计——大纯时延一阶惯性环节温度控制系统.pdf

目 录 一）课程设计内容任务 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 二）对课设任务的解读 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 三）系统结构模型框图 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3 四）各部分程序流程图 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 五）数字控制器设计 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5 六）系统仿真 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 七）抗干扰性分析 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 八）硬件设计 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 13 九）系统设计硬件元素选型 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 14 十）心得体会 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 16 十一）参考文献 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 16 附 硬件设计图 - 1 - 一、课程设计内容任务 1、针对一个具有大纯时延时间的一阶惯性环节 (G(s)=K*e- θs/(Ts+1)) 温度控制系统和给定 的系统性能指标， ( 工程要求相角裕度为 30～ 60 ，幅值裕度 >6dB); 要求测量范围 -50 ℃～ 200 ℃，测量精度 0.5 ％，分辨率 0.2 ℃； 2、书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图，并转化为系统结构图； 3、选择一种控制算法并借助软件工程知识编写程序流程图； 4、用 MATLAB和 SIMULINK进行仿真分析和验证； K=10*log(C*C- sqrt(C)),rand( ‘state ’,C),T=ran d(1), θ=0 或 T/2 ，C为 学号的后 3 位数，如： C=325，K=115.7，T=0.9824 ， θ=0 或 0.4912 ； 5、进行可靠性和抗干扰性的分析； 6 、书写设计体会和心得。 二、对课设任务的理解和分析 1、该任务是针对一个特定的控制对象进行可靠性和稳定性控制，选取实际生活中常见的 温度 为控制对象； 2、该任务只需要一个控制对象，进行可靠性和抗干扰性分析时设定 随机干扰量， 观察仿真 图形和性能，故可以选取 简单回路控制系统模型 进行设计； 3、硬件设计过程采取分步设计，由局部到整体，主要有温度检测模块、输入通道部分、输 出通道部分、接口扩展部分、晶振和复位电路模块、调压触发电路、数码管显示等； 4、取 θ= T/2 ，大纯时延系统的控制算法有多种，根据其特定性能，本设计在 PID 算法和 达林算法之间权衡之后做出选择，最终采用 达林控制算法 来实现系统控制，取期望闭环 传递函