计算机控制系统课程设计

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

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

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

《计算机控制技术》

课程设计报告

题 目： 液位单闭环计算机监控系统设计 院 （系）： 机电与自动化学院 专业班级： 自动化XX班 学生姓名： 某某 学 号： xxxxxxxxxx 指导教师： xxxx

2014年6月 23日至2014年 6 月 27日

Xxxxxxxxxxxxxx学校

计算机控制技术课程设计任务书

一、 设计（调查报告/论文）题目 题目1：流量单闭环计算机监控系统设计 题目2：液位单闭环计算机监控系统设计 题目2：液位流量串级计算机监控系统设计 二、 设计（调查报告/论文）主要内容 综合运用自动控制理论、计算机控制技术、过程控制系统等专业课程知识，在浙江求是高级过程控制实验台上进行流量单闭环计算机监控系统设计。系统包含上位机、下位机、实际流量控制对象等部分。使用组态王6.51工业组态软件，自主设计并开发上位机监控界面，使用RS232转RS485接口进行上位机与下位机串口连接。下位机使用厦门宇光AI系列现场智能调节器

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

西安石油大学

课 程 设 计

电子工程学院 自动化专业 自1201班 题 目 《计算机控制技术》课程设计 油库安全监控系统硬件设计一（采用板卡方案） 学号201105080316学生郑志梁 指导老师徐 竟 天

二○一五年十月

《计算机控制技术》

课程设计任务书

题 目 学生姓名 郑志梁 油库计算机监控系统硬件设计一（采用板卡方案） 学号 201105080316 专业班级 自1201 课程设计主要完成某油库计算机监控系统硬件设计。要求运用已学过各类传感器、输入输出模块、工控计算机、现场总线等的知识，完成计算机监控系统硬件方案、设备选型、总体设计等各功能的设计。 要求熟悉相关计算机监控系统的硬件组成与设计方案，学会计算机监控系统硬件设计的步骤和方法，具有初步设计小型计算机监控系统硬件方案的能力。 课程设计内容及基本要求如下： 1.熟悉油库工艺流程、监控目标及监控要求。 2.学会常用的监控系统I/O硬件（各类板卡、智能仪表、智能模块、PLC等）参数及使用，了解其工作原理。 3.学会不同自动化设备厂家各类板卡、智能仪表、智能模块、PLC等的选型，能用所选厂家硬件搭建符合工艺流程和监控目标的硬件系统。 4.完成监控系统硬件方

集油站安全监控系统硬件设计六(采用板卡、模块方案)

第一章 绪论

1.1 国内外集油站现状

目前,我国大部分油田已处在开发后期,采出液含水率较高,原油在处理、输送、储备过程中造成很大的能源损耗。在整个油气集输系统中,能量消耗最多的就是集油站。科学有效地对集油站进行用能分析评价和潜力预测,可以有效降低集油站的能耗,为企业带来更大的经济效益,具有重要的现实意义。 分析集油站的工艺流程特点,以及主要能耗设备,判定出集油站节能的潜力,通过节能改造为企业带来可观的经济效益,因此印证了对集油站进行能耗分析的必要性。通过比较集油站和石化企业用能的相近性,采用石化企业的能量分析方法―“三环节”法分析集油站能耗情况。

美国海湾石油公司于1954年十月，建立了世界上第一套自动监控输送系统装置（简称LACT）。解决了原油的自动收集、处理、计量和输送问题。到1967年底，美国陆地石油公司已有75%的原油采用LACT装置。在LACT应用的同时一些原油处理站出现了以闭环控制为特点的自动控制系统。

20世纪90年代，DCS的功能越来越强，工作也越来越可靠，所以集油站开始使用DCS技术进行控制。美国OPTO22公司于1996推出新型ME系统，它建立在OPTO22公司二十多年的 I