东北电力大学自动化计算机控制系统课程设计

1.题目背景与意义

《计算机控制系统》是一门技术性、应用性很强的学科，实验课教环节是它的一个极为重要的环节。不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试，都离不开实验课教学。如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节，学习与应用脱节的局面。

《计算机控制系统》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机A/D和D/A多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、等方面的知识进一步加深认识，同时在系统设计、软件编程、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。

2 设计题目介绍

设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。

标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA (0～20mA

2.1发挥部分

1) 可将系统扩展为多路。可在此系统中扩展键盘、显示（LCD/LED）、与上位机通讯功能。

2) 完成以上基本设计部分之

一．题目背景

随着生活水平的提高，人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线，如果控制系统选取得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置，温控装置连接到壁挂炉，温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行，各房间不同回路由工作人员凭经验手动调节分水器球阀，改变不同回路的流量，从而达到调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法，即使是有经验的工作人员，也难以调节得十分准确，何况各家庭成员由于年龄不同，所需舒适温度不同，需要经常对室温进行调节。又因为微型计算机在智能化电器发展中起着至关重要的作用，而单片机经济实用、开发简便，因而在工业控制、家电智能化等领域占据了广泛的市场。所以针对上述状况，利用AT80C52单片机、ADC0808、DAC0832等元器件设计了多点温控采暖控制系统，根据室内各点温度设定实时控制采暖系统，从而提高居室的舒适性以及采暖的经济性。

二．设计题目及意义：

本设计是基于单片机AT80C52的控制系统，按照设计目的，设计了具有A/D和D/A功能的信号测控装置，可输出标准电压/电流信号。为此选取了合适的A/D转换器和D/A转换器，并扩展了LED显

《计算机控制》课程设计题目

1、超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为G0(s)?K，采用模拟设计s(s?1)法设计超前校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 当

稳态误差不大于0.1；(2) 开环系统截止频率?c?6rad/s；(3) 相r?t时，

角裕度??60o; (4) 幅值裕度h?10dB。

2、超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为G0(s)?K，采用模拟设

s(0.5s?1)计法设计超前校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 速度误差Kv?20；(2) 相角裕度??50o; (3) 幅值裕度Kg?10dB。

3、滞后校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为G0(s)?K，采用

s(0.1s?1)(0.2s?1)模拟设计法设计滞后校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 速度误差系数Kv?30； (2) 开环系统截止频率?c?2.3 rad/s； (3) 相位裕度??40o (4) 幅值裕度Kg?10dB。

4、滞后校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为G0(s)?K，采用模

s(s?1)(0.25s?1)拟设计法设计滞后校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1

课程设计(综合实验)报告（2012 -- 2013 年度第 2 学期）

名称：计算机控制技术与系统

题目：生物质直燃发电技术分析院系：自动化

班级：自动化1001

学号：201002020115

学生姓名：李念

指导教师：赵文杰

设计周数： 1

成绩：

日期：2013 年 6 月21 日

《计算机控制技术与系统》课程设计

任务书

一．目的与要求

1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握；

2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力；

3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；

4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用任务的要求，进行方案的总体设计和分析评估；

5.报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。二．主要内容

1．数字控制算法分析设计；

2．现代控制理论算法分析设计

3．模糊控制理论算法分析设计

4．过程数字控制系统方案分析设计；

5．微机硬件应用接口电路设计；

6．微机应用装置硬件电路、软件方案设计；

7．数字控制系统I/O通道方案设计与实现；

8．PLC应用控制方案分析与设计；

9．数据通信接口电路硬软件方案设计与性能分析；

10．现场总线控制技术应用方案设计

课程设计报告

( 2015 -- 2016年度第 2 学期)

名称：计算机控制系统A

题目：基于工业控制计算机的

电加热炉温度控制系统院系：动力工程系

班级：自动化12K*班

学号：121912010***

学生姓名：***

指导教师：李士哲

设计周数：1周

成绩：

日期：2016 年 5 月20 日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求

温度是工业对象中一种重要的参数，特别在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉和反应炉等。由于炉子的种类不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气、天然气、油和电等。但是就其控制系统本身的动态特性来说，基本上属于一阶纯滞后环节，因而在控制算法上亦基本相同。

本次设计是电加热炉温度自动控制系统。该系统利用单片机可以方便地实现对PID参数的选择与设定；实现工业过程中PID控制。它采用温度传感器热电偶将检测到的实际炉温进行A/D转换，送入计算机中，与设定值比较出偏差。对偏差按PID规律进行调整，得出对应的控制量来控制固态续电器、调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。利用单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、转换、并进行PID控制。在设计中应该注意，采样周期不能太短，否则会使调节过程过于频繁，这样，不但

计算机控制实验设计

2011-2012学年第∏ 学期

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目：

起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 系主任：

6月4日-6月20日

1教522 赵君

朱里

自动化工程学院

自动化 学 号： 0907240445

汽车轮胎压力控制系统

下达任务书日期: 2012 年 6 月 4 日

摘要：

汽车轮胎压力就是气的压力，压力控制就只有控制气体加入轮胎内的大小来控制它。但一定要保证轮胎气压规定值，气压过低会加快轮胎磨损，气压高了在行驶磨擦而生热增加压力，容易发生胎体爆裂。 系统目标是：检测运行轮胎压力，正常值为2.5MP，误差+-0.1MP，实现上下越线报警并进行控制算法。系统以80C51单片机为基础，使用HM28蓝宝石高温压力变送器，它集合了传感器及变送器于一体，外部A/D转换器使用ADC0809，D/A转换器为DAC0832，执行器ZXN型新系列气动薄膜双座调节阀等。具体方法是使用HM28蓝宝石变送器采集压力信号，进行压力数据采集，经过放大和滤波电路进行A/D转换，再通过CAN总线传输控制参数。

关键词：单片机 蓝宝石变送器 执行器

1.1系统

合肥工业大学

《计算机控制技术》课程设计

——电阻炉温度控制系统设计

学院专业 姓 名 学 号_______ ________ _ 完成时间

摘 要

本学期的计算机控制技术课程终于结束了，计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制原理和分析设计方法，具备基本的设计技能，能够设计出简单的计算机控制系统。

我们对于计算机控制技术的学习未间断过，我也认为一门课程的学习是一定要坚持不懈的，只有自己不懈的努力才会换来最后成功的喜悦。 关键词：计算机控制技术；时代发展；分析方法

一、计算机控制技术应用

计算机控制系统所采用的形式与它所控制的生产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同的要求，应有不同

1 计算机控制系统包含哪些基本组成部分？

硬件和软件两部分组成

硬件包括：计算机系统、过程输入输出通道、被控对象、执行器、检测变送环节。 软件包括：系统软件和应用软件

2 如何理解计算机控制系统的实时性？

时系统是能够在确定的时间内执行计算或处理事务并对外部事件作出响应的计算机系统

3 简述SHANNON采样定理

为保证采样信号f*(t)的频谱是被采样信号f（t）的频谱无重叠的重复（沿频率轴方向），以便采样信号f*(t)能反映被采样信号f（t）的变化规律，采样频率

ws(w?2pi/T?2pif)至少应是f（t）的频谱F（jw）的最高频率wmax的两倍，即

ws?2wmax，即香农定理。

4 在计算机实时动态控制系统设计中应用SHANNON采样定理时应注意哪些问题？

SHAANON定理的结论是对无始无终的时域信号得出的。实时控制时，时域信号都是有始的，且只有当前时刻之前可用。因此，实际上要选取?s >>2?c 5 零阶保持器（ZOH）在计算机控制系统中起什么作用？没有它可以吗？为什么？ 作用：将采样信号还原成连续信号

有利。因为零阶保持器简单且可用物理装置实现。 6 在什么条件下，零阶保持器可以近似为理想滤波器？ 要求 ?s?

《计算机控制系统》课程设计指导书

（DSP 版）

一、课程设计目的

通过《计算机控制系统》课程设计，使学生加深对DSP实验箱的软、硬件及其调试工具的了解，熟悉CCS集成开发环境，用C语言建立DSP源文件，掌握程序工程文件的生成方法，完成控制程序的编写并进行程序的调试，加深对计算机控制系统理论的认识，掌握计算机控制系统的设计方法。

二、课程设计内容与要求

1、课程设计题目的选择

根据本人的学习情况和课程的要求，选择指导书推荐的题目，任课教师也可以推荐一定的设计题目，学生也可以提出符合《计算机控制系统》要求适合自己设计的题目，但是学生提出的题目必须经过任课教师的确认方可立为设计题目。 2、课程设计的内容

（1）交通信号灯控制系统的设计 （2）直流电机控制系统的设计 （3）步进电机控制系统的设计 （4）其它控制系统的设计 3、课程设计的要求

在SEED-DTK开发平台基础上，熟练运用CCS集成开发环境，根据具体的控制对象，通过建立DSP源文件及程序工程文件，并进行程序的调试与改错，完成系统的设计。对不同的控制对象，首先掌握控制原理，以此设计适合的控制方法，通过编程使系统达到符合自动控制的要求。

三、课程设计报告要求

课程设计要求学生独立完成，通

前 言

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它 以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的 其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或 不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。 1、比例（P）控制

比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 2、积分（I）控制

在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器