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计算机控制系统的课程设计.docx

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简介：
本文档《计算机控制系统的课程设计》涵盖了基于计算机的控制系统理论与实践知识，包括系统建模、仿真及硬件实现等内容，旨在培养学生的综合应用能力。 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 计算机控制系统课程设计 课 程 设 计 报 告 学生姓名: 学 号： 学 院: 自动化工程学院 班 级: 题 目: 计算机控制系统 1 题目背景与意义 设计背景 在自动控制系统的实际应用中，通常需要检测被控对象的物理参数如温度、流量、压力和速度等。这些参数以模拟信号形式存在，并且需经过传感器转换为电压信号，再通过A/D（模数）转换器变换成计算机可以处理的数据格式。同样地，在控制系统中输出控制命令时，则需要将计算机生成的数字指令转化为外设可接受的模拟量，例如利用D/A（数模）转换器将数字信号转变为电动调节阀或调速系统所需的电压/电流形式。 本次《计算机控制系统》课程设计的目标在于通过理论学习与实践操作相结合的方式，让学生能够运用单片机及其外围设备（如A/D和D/A模块）完成一个具有综合功能的小型控制板的设计及编程。这不仅有助于学生将课堂知识应用到实践中去深化理解电子电路、元器件等相关技术内容，还可在系统设计方法学、软件开发技巧以及仪器设备使用技能等方面得到全面锻炼。 设计意义 通过此次测控装置的构建与调试过程，加深对控制系统原理的理解，并在理论基础上灵活运用所学知识。同时，在实际操作中提升综合解决问题的能力。 2 设计题目介绍 题目：基于单片机开发一个包含A/D和D/A转换功能的数据采集及控制设备。 设计要求： 基本内容包括但不限于以下几点： 1. 明确理解任务需求，制定实施方案； 2. 根据系统性能选择合适的硬件组件型号； 3. 绘制电路原理图（手绘或使用软件工具）； 4. 编写并绘制程序流程框架图； 5. 撰写设计报告说明最终产品的功能及关键部分的分析评估。 6. 记录每日工作进展。 拓展内容： 1. 实现多通道扩展、键盘输入显示以及与上位机通信等功能模块; 2. 利用Proteus仿真软件进行编程和调试，验证系统的正确性。 3 系统总体框架 系统主要由单片机（AT89C51）、A/D转换器(ADC0808)、D/A转换器(DAC0832)，以及上位机通信显示模块、键盘输入输出等组成。 4 硬件设计 单片机是一种将CPU, RAM, I/O口等功能单元集成在单一芯片上的微型计算机。它被广泛应用于工业控制系统中，因其体积小且功能强大而受到青睐。 本项目选用AT89C51作为核心控制器。该型号拥有4K字节的闪存存储器、32条双向地址/数据总线等特性。 时钟电路：单片机工作需要稳定的时钟信号，一般通过外接晶体振荡器来实现内部计数功能。 复位电路：系统启动或从错误状态恢复正常运行都需要进行初始化操作。在此过程中给RST引脚施加高电平持续24个机器周期即可触发AT89C51的复位过程。 A/D转换模块用于将连续变化的模拟信号转变为离散化的数字信息，便于计算机处理存储和传输。 ADC0808是常用的8位逐次逼近式模数转换器。

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  • 计算机控制系统课程设计（计控课设）
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    《计算机控制系统课程设计》（简称“计控课设”）是一门结合理论与实践的教学环节，旨在通过项目操作使学生深入理解并掌握计算机控制系统的分析、设计及实现方法。 针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节的温度控制系统，并给定以下系统性能指标： - 工程要求相角裕度为30°～60°，幅值裕度>6dB。 - 要求测量范围为-50℃至200℃，精度达到±0.5%，分辨率0.2℃。 设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图，并将其转化为系统结构图。选择一种控制算法并借助软件工程知识编写程序流程图；使用MATLAB和SIMULINK进行仿真分析与验证。 对象参数如下：K=10*log(C*C-sqrt(C)), rand(state,C), T=rand(1)，考虑θ=0或T/2两种情况。其中，学号为201330583168，则C值为316，计算得 K = 115.1，T = 0.6218，并且 θ 可取为0或者其一半。 进行可靠性和抗干扰性的分析。采用无波纹最小拍控制设计方法：基于单位反馈离散系统和零阶保持器的架构，被控对象为 ，要求在面对单位斜坡输入时实现无波纹最小拍控制，并通过离散设计法来确定数字控制器的设计方案。
     
  • 计算机控制系统设计课程
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    《计算机控制系统设计》是一门结合了计算机技术和自动控制理论的专业课程，旨在培养学生掌握从系统建模、分析到实现和调试的全过程技能。通过本课程的学习，学生能够设计并实现高效的计算机控制系统，应用于工业自动化等领域，为未来从事相关技术研究与开发工作打下坚实基础。 这是一份不错的计算机控制课程设计，希望能对你有所帮助。
     
  • 《计算机控制系统》课程设计课题
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    《计算机控制系统》课程设计课题旨在通过理论与实践结合的方式，让学生深入理解并掌握计算机控制系统的原理和应用。学生将参与到具体的项目实践中，学习如何使用编程语言、软件工具等技术手段来实现对物理或虚拟设备的自动化控制。此过程不仅能够增强学生的动手能力和创新思维，还为他们提供了将课堂所学知识应用于实际问题解决的机会。 由于输入的文本仅包含一串数字，并且没有任何实际的文字内容或联系信息可以删除或更改。因此无法根据您的要求进行重写。若需要帮助处理含有特定文字和链接的信息，请提供详细的具体示例。 如果这组数字实际上代表了某段文字中的联系方式或其他不应保留的内容，而您希望我基于上下文重新表述这段话，请给出完整的句子或者段落内容以便于操作。
     
  • 计算机控制技术课程设计报告.docx
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    本课程设计报告详细探讨了计算机控制技术的基本原理与应用实践，涵盖了系统设计、编程实现及实验分析等内容。 计算机控制技术课程设计报告.doc 这份文档是关于计算机控制技术课程的设计报告。如果原文件中有具体内容或者进一步的细节描述，请提供相关信息以便我可以更准确地进行重写或总结。根据您的要求，我已经去除了任何不必要的链接、联系方式等信息，确保内容清晰且符合隐私保护的要求。如果有特定部分需要详细处理，请告知具体位置和需求。
     
  • 基于计算机的温度控制系统课程设计
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    本课程设计围绕基于计算机的温度控制系统的开发与实现，涵盖硬件选型、软件编程及系统调试等环节，旨在培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。 硬件设计包括温度控制系统组成以及单片机硬件系统组成。温度控制原理是：铂电阻的阻值会随着温度的变化而变化，通过线性化检测电路将这种变化转化为电压信号，然后经过放大器放大后输入到A/D转换器中。
     
  • 基于计算机控制技术的温度控制系统课程设计
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    本课程设计旨在通过计算机控制技术实现对温度系统的精准调控，涵盖传感器数据采集、PID算法应用及系统稳定性分析等内容。 温度控制系统设计是计算机控制技术课程中的一个重要任务。本项目旨在开发一个基于计算机的系统来调控电炉内的温度。该系统使用热阻丝作为加热元件，并通过大功率可控硅控制器调整施加于热电阻两端电压，以改变流经热电阻电流，从而实现对电炉内部温度的有效调节。 此控制系统所针对的对象为一具有惯性的二阶动态模型，其时间常数设定为T1=20秒和滞后时间为τ=10秒。整个系统的硬件架构包括计算机主机、用于测量电炉内温度的传感器、控制加热元件电压的可控硅控制器以及作为热源的电炉等部件。具体来说，控制系统框图如下所示：计算机主机 → 温度传感器 → 可控硅控制器 → 电炉。 在软件设计方面，采用了积分分离PID算法来实现对温度的有效管理。该算法涵盖比例、积分和微分三个组成部分，并通过一系列计算步骤生成最终的控制信号。此外还探讨了Ti（积分时间常数）变化如何影响系统的超调量这一问题。 整个项目还包括一份详细的设计说明书，其中涵盖了从设计概念到硬件布局再到软件实现以及测试结果等方面的内容。为了更好地模拟和分析系统性能，在温度控制系统中也应用到了MATLAB软件，并通过其仿真功能来研究PID参数对动态特性的影响。 此外，A/D转换器（将连续的物理量转化为离散数字信号）与D/A转换器（反之亦然）在该设计中的使用也是不可或缺的一部分。它们确保了从传感器获取的数据能够被计算机准确处理并用于生成适当的控制指令给执行机构。 最后，温度控制系统具备高度自动化、精确温控能力、快速响应以及可靠性能等优点。整个课程项目不仅涉及到了多方面的技术知识如自动控制理论和PID算法的应用，也对培养学生的综合设计能力和实践操作技能具有重要意义。
     
  • 最小拍控制系统设计——计算机控制课程作业.doc
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    本文档为《计算机控制》课程中的作业项目，专注于最小拍控制系统的开发与实现，探讨了如何通过最少的控制动作达到系统稳定。 《计算机控制》课程设计报告 题目：最小拍控制设计 姓名： 学号： 日期：2014年7月4日 **任务书** | 学 号 | 班 级 | 学 生 | | ------ | ------- | --------| | | | | 指导教师： 题 目 ：最小拍控制设计 设计时间 ：2014年6月27日至2014年7月4日，共一周 **设计要求** 任务：设单位反馈线性定常离散系统的连续部分和零阶保持器的传递函数分别为G(s)、H(z)，采样周期T=0.05s。设计数字控制器D(z)，使系统在单位阶跃输入时实现最小拍无波纹控制。 **方案设计** 一、题目分析 设单位反馈线性定常离散系统的连续部分和零阶保持器的传递函数分别为G(s) 与 H(z)，采样周期T=0.05s。任务是设计数字控制器D(z)，使系统在单位阶跃输入时实现最小拍无波纹控制。 二、控制系统设计 1. 被控对象特性 - 图1：被控对象整体框图。 - 图2至图4展示不同视角下的波特图与Nyquist图，展示了系统的频率响应特性。 - 图5显示了系统输出曲线的时域表现形式。 2. 采样周期T的选择 当取采样周期T=0.05s时，经过理论验证表明，在两拍后系统无波纹，达到无波纹输出的时间t为0.1秒。这满足控制器的设计要求。 3. 计算最小拍无波纹控制器 - 通过Matlab计算带零阶保持器的广义被控对象模型，并进行z变换得到传递函数G(z)。 - 根据G(z)，设计单位阶跃输入r(t)=1时，闭环脉冲传递函数和误差脉冲传递函数。进而确定无波纹最小拍控制器D(z)。 4. 控制系统框图 - 图6提供了整个控制系统的整体结构图。 5. 仿真结果 - 利用Matlab观察阶跃输入响应曲线（见图7）；其显示2拍后输出跟随输入，满足设计要求。 - 同样使用Simulink进行仿真实验，并展示了系统输出、误差及控制器的输出曲线。 三、硬件电路设计与元件选型 控制系统主要由AD转换器、DA转换器和AT89C51单片机构成。模数转换芯片采用ADC0808，数字模拟转换芯片选用DAC0832。 - 图14展示了整个系统的结构图。 四、总结及心得 通过本次课程设计，掌握了最小拍控制的设计方法，并能利用Matlab和Proteus软件进行系统仿真与电路绘制。对控制系统理论知识有了更深入的理解，在实践中提高了分析问题解决问题的能力。
     
  • 计算机控制系统课程设计——直流伺服电机控制系统的实现.doc
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    本文档详细介绍了基于计算机控制技术的直流伺服电机控制系统的设计与实现过程。通过理论分析和实验验证相结合的方法，探讨了系统硬件选型、软件编程及性能测试等关键环节，为相关领域提供了实践参考。 计算机控制系统课程设计——直流伺服电机控制系统.doc 该文档内容主要围绕基于计算机控制系统的直流伺服电机的设计与实现进行详细阐述。涵盖了理论分析、系统构建以及实验验证等多个方面，旨在通过实际项目加深学生对相关概念和技术的理解和应用能力。
     
  • 基于PLC的电机调速控制系统的课程设计.docx
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    本文档详细介绍了基于PLC（可编程逻辑控制器）的电机调速控制系统的设计过程。通过理论分析和实践操作相结合的方式，深入探讨了该系统的工作原理、硬件选型及软件编程方法，并提供了具体的应用案例与调试技巧，为学习者提供了一套完整的课程设计指南。 本段落档介绍了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的电机调速控制系统的设计方案，适用于电气工程及其自动化专业领域。该设计采用西门子S7-200 PLC作为核心控制单元，并结合欧姆龙3G3JV变频器来调节鼠笼式异步电动机的速度。 系统的主要功能包括通过PLC远程操控电机的正反转及速度调整，具体操作是：PLC读取编码器提供的转速信号，利用内置PID算法调节变频器输出频率以改变电机转速。此外，该系统还配备了一个由MCGS组态软件设计的操作界面，能够实时显示电机的工作状态（包括频率、转向和实际速度）并允许用户设定安全的运转范围；一旦超出限定值，系统将自动停止工作，并触发警报。 在硬件配置方面，除上述提到的核心组件外还包括鼠笼式电动机及用于PLC编程与PC通信的数据线。MCGS组态软件负责构建易于使用的操作界面。 关于IO点分配情况：Q0.0和Q0.1端口由PLC控制电机的正反转；VFR接口接收来自PLC的模拟电压信号以调整变频器频率设置；编码器转速信息则被输入至VD0寄存器，而电机的实际运行速度与指定的速度分别存储于VD2及VD4。 系统原理图涵盖主电路（涉及电动机、电源和变频器）以及控制线路（包含PLC与其他设备间的连接及信号处理机制）。MCGS组态软件需设置正确参数以确保稳定的数据传输，而欧姆龙变频器则需要根据具体需求调整相关设定。 在程序功能描述中，主界面设计了转速输入、正反转操作按钮以及故障报警系统。PLC编程包括用于初始化和控制电机运行的主程序与子程序；其中SBR_2子例程负责标准化用户输入的速度值，而SBR_0则配置PID模块参数（如过程变量、比例增益等）。 整体而言，该控制系统集成了PLC技术、变频器及编码器应用，在提供智能电机调速解决方案的同时还具备直观的人机交互界面和故障保护机制。