计算机控制课程设计报告-达林算法

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1、《计算机控制》课程设计报告题目:Dahlin算法控制设计姓名:学号:姓名:学号:姓名:学号:2010年7月10日《计算机控制》课程设计任务书专业电气工程及其自动化班级学生指导教师题目Dahlin算法控制设计设计时间2010年7月5日至2010年7月11日共1周设计要求设计任务：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，被控对象为，采用Dahlin算法设计消除振铃的数字控制器。方案设计：1.采用Matlab完成控制系统的建立、分析、设计和模拟仿真；2.选择元器件,完成电路设计，控制器采用MCS-51系列单片机(传感器、功率接口以及人机接口等可以暂不涉及

2、)，使用Protel绘制原理图；3.控制算法采用单片机汇编语言编程实现（应通过编译，无语法错误）。报告内容:1.控制系统仿真和设计步骤，应包含Matlab仿真的性能曲线、采样周期T的选择、数字控制器脉冲传递函数和差分方程形式；2.元器件选型过程，电路设计过程，绘制的Protel原理图；3.算法流程图，含有详细注释的汇编源程序；4.设计工作总结及心得体会；5.列出所查阅的参考资料。指导教师签字：系（教研室）主任签字：2010年7月10日一．实验目的采用Dahlin算法设计消除振铃的数字控制器二．提供的实验条件（1）软件：Matlab,Protues，KEIL（2）仪器和设备：

3、计算机、单片机三．设计要求被控对象为，采用Dahlin算法设计消除振铃的数字控制器。达林算法主要是一种针对纯滞后对象的控制算法，他对控制系统的快速性要求不高，其主要指标是系统无超调，或超调量较小。并允许系统有较长的调整时间。四．工作原理基于达林算法的采样控制系统结构框图如图1所示。图1采样控制系统原理图D(z)系统的设计核心，它实际上是由计算机实现，它的输入输出均是时间上离散的数字信号信号。在实际运用中要经过A/D，D/A的转换，利用数字控制起来控制被控对象，打到期望的性能指标。D(z)的求算过程：N=我们选取采样周期T=0.05s,时间常数=2s若直接求出D（z）则会产生

4、有振铃现象。求：将分母中Z=1附近的极点，让其等于1。最终求得达林算法的数字控制器：=若将数字控制器通过单片机来运行则需求出的差分方程差分方程：U(k)=0.975*u(k-1)+0.024*u(k-3)+20*e(k)-38.924*e(k-1)+18.924*e(k-2)五．电路设计及元件选型控制器部分需要AD转换器，DA转换器，单片机。1、AD转换器AD转换器选择ADC0809,ADC0809是一种逐次比较式的8路模拟输入，8路数字输出的A/D转换器。AD转换器的电路设计：(1)由于只需要一路信号，只选择IN-0输入，三根地址线固定接地，选择IN-0通道。(2)ALE

5、脚为地址锁存信号，高电平有效，由于地址信号已经固定，故将ALE接高电平。(3)AD转换器的时钟信号，由单片机P2.1脚产生，故将CLOCK脚接单片机的P2.1。本设计由单片机产生2.5khz的时钟信号。（4）START脚为AD转换启动信号，高电平有效，由程序控制，故与单片机的P2.0脚相连。（5）AD采样值为系统的偏差信号，有正负两种情况，故选择adc0809的参考电压为正负5V。（6）AD转换结束后，EOC脚输出高电平，此时单片机接收EOC信号，读取AD转换的结果，将EOC脚与单片机的P2.2脚相连。AD转换结果由P0口读入，故将AD转换器的输出与单片机P0口相连，高低位

6、依次相连经以上分析，设计AD转换器的接口电路如图所示AD转换器的接口电路2、DA转换器DA转换器选择DAC0832,DAC0832是具有两个输入数据寄存器的8位DAC,它能直接与51单片机相连，其主要特性为：（1）分辨率为8位（2）电流输出，稳定时间为1s（3）可双缓冲输入，单缓冲输入或直接数字输入（4）单一电源供电DA转换器的接口电路DA转换器的电路设计：（1）参考电压选择+5V，直接与供电电源相连。（2）选择DAC为单缓冲方式，即输入寄存器工作于受控状态，DAC寄存器处于直通状态，由DAC0832的引脚特性，将DAC0832的引脚接发如下：CS：片选端，低电平有效，直接

7、接低电平ILE：数据锁存允许控制端，高电平有效，直接接高电平。WR2：DAC寄存器写选通控制端，低电平有效，由于其处于直通状态，故直接接低。XFER：数据传送控制，低电平有效，故直接接地。WR1；第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。其输入为上升沿时，将输入数据锁存到DAC寄存器，故将该脚与单片机P2.3口相连，由程序控制DA转换的时间。（3）控制器输出应该为双极性输出，故输出需要两个运算放大器，才能实现双极输出，电路如图所示。DA输出值为：V0=（B-128）*Vref/128.（4）DA的八路输入，与单片机的