计算机控制技术课程设计文档.doc

简介：
本文档为《计算机控制技术》课程设计资料，涵盖控制系统分析、设计及实现等内容，旨在提升学生的实践操作能力和理论应用水平。 计算机控制技术课程设计的主要目的是通过该课程的设计使学生掌握如何应用微型计算机结合自动控制理论中的各种控制算法来构建一个完整的闭环控制系统的基本原理与方法。本项目采用双容水箱液位作为被控对象，旨在维持下水箱的恒定液位，并在此基础上设计了一个串级控制系统。 系统由控制器、执行器、测量变送和被控对象组成。其中，单片机充当控制器的角色；电磁阀用作执行器；A/D 芯片负责数据转换工作；而流量 B 则是实际操作中的控制目标。在课程项目中，我们首先介绍了系统的功能及构成，并详细讲解了设计方法与原理，包括闭环控制系统的设计、串级控制系统的设计以及PID 控制算法的应用和系统硬件的构建。 对于单水箱液位恒定问题，理论上可以通过不断调整 PID 参数来实现较好的效果，同时增强系统的抗干扰能力。然而，在面对复杂情况时，引入串级控制可以更早地发现并处理重要干扰因素，并通过内环负反馈检测上水箱液位并将信号传递给副控制器以直接作用于阀门的方式达到更好的控制结果。 在硬件设计部分中，我们选择了AT89C51作为主控芯片。这是一款由 ATMAL 公司生产的具有 8 位 Flash 存储器的单片机，因其标准易用性、充足的供应量及较为低廉的价格而被广泛采用。A/D 转换器则选用了美国国家半导体公司的CMOS工艺产品 ADC0809，该设备为一款具备8通道和8位逐次逼近式的模数转换器；液位检测传感器选择了SY 一 9411L—D型变送器，其内部集成了压力传感器与相应的放大电路。 通过此次设计课程的学习，学生将能够掌握运用微型计算机结合自动控制理论来构建完整闭环控制系统的基本原理和方法，并理解工业控制中典型闭环控制系统硬件部分的构成、工作原理及其设计方案。此外，还有助于提升对控制器算法程序的设计能力以及测控对象参数检测技术的理解与综合应用水平，从而增强解决实际工程问题的能力。