计控最终版华工2014年计控课程设计汇本汇本

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1、本科课程设计（论文）题目：具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计课程名称计算机控制技术课程设计学院自动化科学与工程学院班级学生姓名学生学号指导老师刘屿提交日期2014年分数目录第一部分设计任务2一、课程设计任务题目及要求2二、课程设计任务对象与设计的分析论证3第二部分设计方案5一、设计方案分析论证5二、系统方框图17三、程序设计流程图18第三部分电路设计23一、器件选型23二、温度检测电路与整形放大滤波电路24三、A/D转换电路25四、D/A转换电路26五、数码管显示电路27第四部分整机电路图27第五部分安装调试及性能检测28一、安装调试28二、系统仿真28三

2、、抗干扰性能分析30四、元件清单35五、程序35第六部分心得体会37第七部分参考文献39具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计第一部分设计任务一、课程设计任务题目及要求题目：具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计要求：1、针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节的温度控制系统和给定的系统性能指标：²工程要求相角裕度为30°～60°，幅值裕度>6dB²要求测量范围-50℃～200℃，测量精度0.5％，分辨率0.2℃1、书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图，并转化为系统结构图；2、选择一种控制算法并借助软件工程知识编写程序流程图；3、用MATLAB和SIMULI

3、NK进行仿真分析和验证;对象确定：K=10*log(C*C-sqrt(C)),rand(‘state’,C),T=rang(1),考虑θ=0或T/2两种情况。C为学号的后3位数，如C=325，K=115.7，T=0.9824，θ=0或0.49124、进行可靠性和抗干扰性的分析。5、时间安排：7天一、课程设计任务对象与设计的分析论证1.控制对象的分析与说明由所给设计任务可知，本设计的控制对象是一个含有具有大时滞的一阶惯性环节的系统，而在通常的温度控制系统中，控制对象往往就可以视作含有一个大纯时延时间的一阶惯性环节的系统，故本次计算机控制系统设计则可以以一个温度控制系

4、统为例设计：加热炉温度控制系统。目的是保持被加热液体的温度与设定值尽量一致，当系统出现干扰时能够较快地恢复到设定值。根据K=10*log(C*C-sqrt(C))，rand(‘state’，C)，T=rand(1)，考虑θ=0或T/2两种情况，C为学号后3位数的条件，加上本人的学号为201130613447，本人学号后三位为447，故可用MATLAB计算得：>>K=10*log(447*447-sqrt(447))K=122.0501>>rand('state',447)>>T=rand(1)T=0.8190由要求可得θ=0或θ=T/2=0.4095(1)当纯时延

5、为0时(=0)，被控对象传递函数为：(2)当纯时延为T/2(＝0.4095)，被控对象传递函数为：针对以上两种情况，需要分别进行分析，以取得预期效果。2.系统设计的一般步骤和要点投入运行硬件有错？完成控制目的？调试硬件布线和安装系统试运行写EPPROM达到预期目的？编制源程序、调试和仿真元器件芯片选择和测试画应用程序流程图开关量、模拟量I/O通道设计系统总体方案设计系统控制工艺流程图控制对象的功能和工作过程的分析①建模：描述控制量和输出量之间的数学关系；②确定控制任务：动态和静态指标；③选择算法；①系统结构包括系统总线的选择；②内存空间分配：系统软件、应用程序、待

6、扩充；③I/O分配：模拟/开关量I/O、待扩充；④模拟量I/O通道的配置；⑤中断、查询处理方式的确定；即组构计控系统原理描述图，包括信号流程图（接合控制对象的工艺流程）；给定量方式线路方案采样信号口地址分配内存参数区滤波环节控制量输出信号标准化算法步骤技术指标负载考虑如MOS、TTL器件逻辑电平、I/O电流、输入/输出能力，以及缓冲器的选择NY机箱设计、布线走向电路板设计端接板配置YNNY第二部分设计方案一、设计方案分析论证1.控制对象特性分析（1）当θ=0时，使用matlab画出其频率特性曲线图，程序如下：>>num=[122.0501]den=[0.81901

7、]g=tf(num,den);margin(g);gridon;num=122.0501den=0.81901.0000下图为θ=0时的系统波特图：从上图可以看出，当q=0时，,由上图可知，系统幅值裕度为无穷(Inf)，但相角裕度为90.5deg，不满足系统要求。（2）当θ=0.4095时，使用matlab画出其频率特性曲线图，程序如下：>>num=[122.0501]den=[0.81901]g=tf(num,den,'iodelay',0.4095);margin(g);gridon;num=122.0501den=0.81901.0000下图为θ=0.409

8、5时的系统