計控課程設計

河南機電高等?？茖W校課程設計報告課程名稱： 《計算機控制技術》題目 系部名稱： 專業(yè)班級： 姓名： 學號: 2014年月日目錄第1章系統(tǒng)分析?????????????????????1功能簡介方案選擇第2章硬件電路設計???????????????????（主要介紹硬件電路中涉及的主要芯片的功能，以及主要電路的原理圖）注解內(nèi)容，括號中的字寫報告時須刪除系統(tǒng)總體框圖各部分電路圖第3章軟件設計?????????????????????（主要介紹存儲器地址分配，以及主程序和各主要功能子程序的程序流圖）注解內(nèi)容，括號中的字寫報告時須刪除主程序流程圖各主要功能子程序流程圖（寫具體的子程序名稱）第4章總結(jié)?????????????????????（主要介紹軟硬件設計中存在的優(yōu)缺點和對系統(tǒng)性能的分析）注解內(nèi)容，括號中的字寫報告時須刪除設計中的優(yōu)缺點系統(tǒng)性能分析附錄A硬件電路圖???????????????????（可以是原理圖或PCB圖）附錄B程序清單???????????????????參考文獻???????????????????格式細節(jié)：正文一律用宋體小四號字，每段首行縮進2字符，正文中段前段后0行，1.5倍行距。正文中每章標題（一級標題）用宋體二號加粗，每節(jié)標題（二級標題）用宋體小三加粗，每節(jié)下面的標題（三級標題）用宋體小四加粗。不要出現(xiàn)四級標題！正文中出現(xiàn)的表格和圖（原理圖、流程圖）要有編號和名稱，表和圖按章分別編號，表、圖的編號和名稱一律用宋體小五號字。正文中出現(xiàn)的公式一律用公式編輯器編輯，公式的字體大小應該與論文正文的字體大小相匹配，公式一律也按章編號并且要加括號。流程圖的繪制最好采用專門的軟件，如smartdraw、visio,但不做硬性要求，只要規(guī)范即可。各章的開始都要另起一頁。篇幅在10-15頁之間。“參考文獻”用宋體二號加粗，所引文獻用宋體五號。8．特別注意：課程設計報告的封面、目錄和參考文獻這三部分不要頁眉頁腳！用WORD自動生成目錄！目錄格式同模板。課題1：基于單片機（或PLC）的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計某工業(yè)電爐在對產(chǎn)品進行加工的過程中，爐內(nèi)溫度的變化要求如圖1所示。在對爐內(nèi)產(chǎn)品進行加工的過程中，爐溫從室溫上升到1000°C應為30min,然后溫度保持在1000C，其時間為1小時。最后斷電，使電爐自然冷卻。電爐的加熱源是熱阻絲，利用大功率可控硅控制熱阻絲兩端所加的電壓大小，來改變流經(jīng)熱阻絲的電流，從而改變電爐爐內(nèi)的溫度。設計目的：（1） 掌握溫度控制系統(tǒng)的特點、組成和接口電路。（2） 掌握計算機與溫度控制器、電加熱器的接口電路。（3） 選擇控制算法，實現(xiàn)電爐的閉環(huán)控制。具體設計要求：（1） 系統(tǒng)方案的確定按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，畫出系統(tǒng)框圖。（2） 硬件系統(tǒng)設計完成單片機最小系統(tǒng)設計（單片機選型、時鐘電路、復位電路、LED顯示電路、存儲器）；完成2路溫度測量接口電路設計（溫度傳感器選型、變送器電路、A/D接口電路、A/D轉(zhuǎn)換程序；也可直接選用數(shù)字溫度傳感器、完成其溫度采集程序設計）;完成1路可控硅控制電路設計（1路8位D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出信號為0V?5V）,并畫出硬件原理圖。（3）程序設計采用模塊化設計，設計實時鐘管理模塊，溫度采集，溫度控制模塊，數(shù)字濾波，非線性處理，PID控制程序，報警模塊，鍵盤、顯示接口模塊，并進行溫度控制算法的設計和測定PID的最佳控制參數(shù)。總結(jié)報告：寫出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。課題二：步進電動機控制系統(tǒng)的設計設計目的（1） 熟悉步進電機的結(jié)構，熟悉步進電機啟動，停止，加速，減速，細分控制原理。（2） 設計一個基于單片機的步進電機調(diào)速控制系統(tǒng)。設計說明（1） 選擇一款步進電動機，描述其電氣參數(shù)；（2） 要求能夠?qū)崿F(xiàn)對步進電機的調(diào)速、細分等控制，具有控制轉(zhuǎn)動方向功能；（3） 具有光電隔離單元；（4） 定義鍵盤按鍵：0?9個數(shù)字鍵；6個功能鍵：設置SET、啟動/停止、正向、反向、加速、減速控制鍵；（5） 前三位顯示每次行走的角度，后三位顯示當前轉(zhuǎn)速。設計要求（1）方案論證按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，畫出系統(tǒng)框圖。（2）硬件電路設計按控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，畫出硬件原理圖。（3）系統(tǒng)程序設計采用模塊化設計方法，畫出初始化程序、主程序、控制程序?？偨Y(jié)報告寫出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。

心比）C〉D）<、A)4()B)3/C)2'D、1MT2心比）C〉D）<、A)4()B)3/C)2'D、1MT2????AD0AD7P1.0P1.1P0.CP1.2 :P1.3 :■P0.7P2.6P2.7WRRD8031-PB7PB0H0PC1OMPC0CSWRPACPA1PA2RDciPA3課題三：直流電動機的脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的設計設計目的（1） 掌握直流電動機調(diào)速方法。（2） 掌握脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的設計方法。（2）設計一個直流電動機脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)。設計說明（1） 要求實現(xiàn)直流電機的啟動，加減速，正反轉(zhuǎn)等功能。（2） 繪制直流電機的驅(qū)動電路，要有光電隔離單元。（3） 具有停/起功能鍵、正/反向控制鍵。設計要求（1）方案論證按系統(tǒng)功能實現(xiàn)要求，決定控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，選擇芯片，畫出系統(tǒng)框圖（2） 硬件電路設計按控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，畫出硬件原理圖。（3） 系統(tǒng)程序設計采用模塊化設計方法，畫出初始化程序、主程序、脈寬調(diào)速控制程序?？偨Y(jié)報告：寫出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。課題四：基于單片機的數(shù)字式超聲波測距儀設計設計目的(1)掌握超聲波測距的基本原理。(2)設計一個超聲波測距儀的程序。設計說明(1)設計超聲波發(fā)射電路，超聲波接收電路。(2)完成距離檢測的程序設計，實現(xiàn)距離的LED顯示。設計要求(1)方案論證按超聲波測距的基本原理，設計檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，(2)系統(tǒng)程序設計采用模塊化設計方法，畫出程序?？偨Y(jié)報告：寫出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。課題五：簡易冷暖雙向空調(diào)設計目的設計一個由51單片機控制的簡易冷暖雙向空調(diào)。通過這個過程學習溫度的采樣方法，A/D變換方法以及數(shù)字濾波的方法。通過實踐過程掌握溫度的幾種控制方法，了解利用單片機進行微型計算機控制系統(tǒng)結(jié)構。設計要求溫度指標：16?30°C之間任選；偏差：1°C。用“+”和“-”兩個按鍵選擇設定溫度兩位LED交替顯示實際溫度和設定溫度，間隔1秒鐘總結(jié)報告利用學過的計控和自控的知識，分析系統(tǒng)的特性，寫并出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。課題六：多點溫度檢測與控制系統(tǒng)1.設計目的多點溫度檢測與控制系統(tǒng)針對室溫環(huán)境下的溫度監(jiān)控，如大型機組的軸溫，大型變壓器油溫，化學反應過程，環(huán)境測試等?？刂坪诵牟捎貌捎?1內(nèi)核的單片機，溫度測量范圍0?100°C。輸出8路開關控制信號(開關控制不要求設計輸出驅(qū)動電路)和1路PWM模擬信號(具備PID控制能力)。溫度測量精度0.1度，綜合控制精度誤差不超過1%。在穩(wěn)態(tài)無擾動的情況下，PWM輸出的0-5伏電壓可使溫度從室溫25度變化到最高溫度100度。2．硬件的設計和實現(xiàn)選擇計算機機型(采用51內(nèi)核的單片機)；設計支持計算機工作的外圍電路(EPROM、RAM、I/O端口等)；設計鍵盤、顯示接口電路設計輸入輸出通道(包括AD590切換控制電路、信號轉(zhuǎn)換電路和電平移動電路、AD轉(zhuǎn)換器，輸出驅(qū)動電路等)；其它相關電路的設計或方案(電源、通信等)軟件設計(1)分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；(2)編寫數(shù)字調(diào)節(jié)器軟件模塊；(3)編寫A/D轉(zhuǎn)換器處理程序模塊；(4)編寫輸出控制程序模塊；(5)其它程序模塊(數(shù)字濾波、顯示與鍵盤等處理程序)?？偨Y(jié)報告利用學過的計控和自控的知識，分析系統(tǒng)的特性，寫并出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。課題七：基于PID算法(或PID改進算法)的軟件仿真系統(tǒng)設計1．設計目的掌握PID算法的基本原理。掌握PID算法各種改進方法。設計一個實現(xiàn)變速積分的PID算法的程序或Simulink仿真圖。2．設計說明(1)被控對象為一電阻加熱爐，其數(shù)學模型為，G(s)= ,T二350秒；K二50;t二10秒Ts+1d dd設計PID算法實現(xiàn)系統(tǒng)在220V電源供電，8kW電阻加熱時的溫度控制，溫度控制的穩(wěn)態(tài)誤差范圍為±1度。(2)分析PID算法的特性。對PID算法的改進方法進行分析。(2)設計PID算法的程序。利用matlab軟件進行系統(tǒng)仿真。3．設計要求(1)方案論證按PID控制的基本原理，決定系統(tǒng)程序的實現(xiàn)方案，(2)系統(tǒng)程序設計采用模塊化設計方法，作出程序。4．總結(jié)報告：寫出完成整個設計的詳細步驟和系統(tǒng)性能分析。課題八：基于PLC的雙水箱液位控制系統(tǒng)設計1．課題目的熟悉液位的控制原理。設計一個PLC控制