計算機(jī)控制技術(shù) 第2版 題庫 第五章課程設(shè)計大作業(yè)題目

[寫作題][難度3][練習(xí);考試]《電機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字控制器的頻域法設(shè)計》設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計串聯(lián)數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的控制。被控對象：用來直播職業(yè)足球賽的新型可遙控攝像系統(tǒng)如圖1所示。攝像機(jī)可在運(yùn)動場上下移動。每個滑輪上的電機(jī)控制系統(tǒng)如圖2所示，其中被控對象。圖1圖2設(shè)計要求：1）設(shè)計合適的連續(xù)控制器Gc(s)，使系統(tǒng)的相角裕度，系統(tǒng)在單位斜坡輸入時，誤差系數(shù)≥502）選擇合適的采樣周期，采用某一離散化方法，將離散化，給出相應(yīng)數(shù)字控器。3）數(shù)字控制器仿真，在matlab及Simulink中建立控制系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！抖A系統(tǒng)對象數(shù)字控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計串聯(lián)數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)二階系統(tǒng)對象的控制。二、被控對象：某一二階系統(tǒng)對象，其連續(xù)的，未經(jīng)采樣的控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）設(shè)計校正網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)在單位階躍輸入時的超調(diào)量，且在單位斜坡輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差；2）若為該系統(tǒng)增配一套采樣器和零階保持器，并選擇采樣周期，采用某一離散化方法，將離散化，給出相應(yīng)數(shù)字控制器；3）分別畫出連續(xù)系統(tǒng)及經(jīng)過采樣后的離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并比較兩者的結(jié)果；4）分別畫出連續(xù)系統(tǒng)及經(jīng)過采樣后的離散系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)曲線，并比較兩者的結(jié)果；5）另選采樣周期，重做2）和3）的工作，比較分析，采樣周期對系統(tǒng)性能的影響。[參考答案]自行設(shè)計提交論文。《高階系統(tǒng)對象數(shù)字控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計串聯(lián)數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)高階系統(tǒng)對象的控制。二、被控對象：某一三階系統(tǒng)對象，其連續(xù)的，未經(jīng)采樣的控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）設(shè)計校正網(wǎng)絡(luò)，使校正后的系統(tǒng)為欠阻尼的二階系統(tǒng)，校正后的系統(tǒng)在單位階躍輸入時的超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間小于5s，單位階躍輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差；2）若為該系統(tǒng)增配一套采樣器和零階保持器，并選擇合適的采樣周期，采用某一離散化方法，將離散化，給出相應(yīng)數(shù)字控制器；3）分別畫出連續(xù)系統(tǒng)及經(jīng)過采樣后的離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并比較兩者的結(jié)果；4）分別畫出連續(xù)系統(tǒng)及經(jīng)過采樣后的離散系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)曲線，并比較兩者的結(jié)果.[參考答案]自行設(shè)計提交論文。《電機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字控制器的時域法設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：時域法設(shè)計串聯(lián)數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的控制。二、被控對象：用來直播職業(yè)足球賽的新型可遙控攝像系統(tǒng)如圖1所示。攝像機(jī)可在運(yùn)動場上下移動。每個滑輪上的電機(jī)控制系統(tǒng)如圖2所示，其中被控對象。圖1圖2三、設(shè)計要求：1）設(shè)計校正網(wǎng)絡(luò)，使校正后的系統(tǒng)為欠阻尼的二階系統(tǒng)，校正后的系統(tǒng)在單位階躍輸入時的超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間小于10s，單位斜坡輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差；2）若為該系統(tǒng)增配一套采樣器和零階保持器，并選擇采樣周期，采用某一離散化方法，將離散化，給出相應(yīng)數(shù)字控制器；3）分別畫出連續(xù)系統(tǒng)及經(jīng)過采樣后的離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并比較兩者的結(jié)果；4）另選采樣周期，重做2）和3）的工作，比較分析，采樣周期對系統(tǒng)性能的影響。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！陡唠A系統(tǒng)對象位置式數(shù)字PID控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計位置式數(shù)字PID控制器實(shí)現(xiàn)高階系統(tǒng)對象的控制。被控對象：某一三階系統(tǒng)對象，其數(shù)字控制控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）選擇合適的采樣周期，設(shè)計位置式數(shù)字PID控制器，使校正后的系統(tǒng)在單位階躍輸入時的超調(diào)量σ%≤10%，調(diào)節(jié)時間ts≤10s，單位階躍輸入作用下穩(wěn)態(tài)誤差2）在滿足性能指標(biāo)要求的前提下，盡可能采用更為簡單的調(diào)節(jié)器。如P調(diào)節(jié)器、PI調(diào)節(jié)器，或PD調(diào)節(jié)器；3）數(shù)字控制器仿真，在matlab及Simulink中建立控制系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！抖A系統(tǒng)對象增量式數(shù)字PID控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計增量式數(shù)字PID控制器實(shí)現(xiàn)高階系統(tǒng)對象的控制。二、被控對象：某一二階系統(tǒng)對象，其數(shù)字控制控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）選擇合適的采樣周期，設(shè)計增量式數(shù)字PID控制器，使校正后的系統(tǒng)在單位階躍輸入時的超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間s，且在單位斜坡輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差；2）在滿足性能指標(biāo)要求的前提下，盡可能采用更為簡單的調(diào)節(jié)器。如P調(diào)節(jié)器、PI調(diào)節(jié)器，或PD調(diào)節(jié)器；3）數(shù)字控制器仿真，在matlab及Simulink中建立控制系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！度嗽煨l(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)增量式數(shù)字PID控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計增量式數(shù)字PID控制器實(shí)現(xiàn)人造衛(wèi)星姿態(tài)的控制。二、被控對象：人造衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)若造衛(wèi)星對象的傳遞函數(shù)可簡化為，其數(shù)字控制控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）選擇合適的采樣周期，設(shè)計增量式數(shù)字PID控制器，使校正后的系統(tǒng)在單位階躍輸入時的超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間s，單位階躍輸入作用下穩(wěn)態(tài)誤差；2）在滿足性能指標(biāo)要求的前提下，盡可能采用更為簡單的調(diào)節(jié)器。如P調(diào)節(jié)器、PI調(diào)節(jié)器，或PD調(diào)節(jié)器；3）數(shù)字控制器仿真，在matlab及Simulink中建立控制系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文。《高階系統(tǒng)對象最少拍數(shù)字控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計最少拍數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)高階系統(tǒng)對象的控制。二、被控對象：某一三階系統(tǒng)對象，其數(shù)字控制控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）選擇采樣周期，設(shè)計針對單位階躍輸入作用下的最少拍數(shù)字控制器；2）數(shù)字控制器仿真，在matlab及Simulink中建立控制系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果；3）現(xiàn)因環(huán)境變化，實(shí)際使用時輸入信號改為單位斜坡信號，仍然采用1設(shè)計出來的數(shù)字控制器，請給出仿真結(jié)果，分析能否滿足最少拍設(shè)計要求；4）若不滿足，請重新設(shè)計針對單位斜坡輸入作用下的最少拍數(shù)字控制器并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！稛o自衡能力系統(tǒng)對象最少拍數(shù)字控制器的設(shè)計》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計最少拍數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)無自衡能力系統(tǒng)對象的控制。二、被控對象：某一無自衡能力系統(tǒng)對象，其數(shù)字控制控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1三、設(shè)計要求：1）選擇采樣周期，設(shè)計針對單位階躍輸入作用下的最少拍數(shù)字控制器；2）數(shù)字控制器仿真，在matlab及Simulink中建立控制系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果；3）現(xiàn)因環(huán)境變化，實(shí)際使用時輸入信號改為單位斜坡信號，仍然采用1設(shè)計出來的數(shù)字控制器，請給出仿真結(jié)果，分析能否滿足最少拍設(shè)計要求；4）若不滿足，請重新設(shè)計針對單位斜坡輸入作用下的最少拍數(shù)字控制器并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。[參考答案]自行設(shè)計提交論文。《直流電機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖信號來調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計實(shí)現(xiàn)單片機(jī)（51單片機(jī)）產(chǎn)生PWM脈沖信號來調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)初始狀態(tài)時，直流電機(jī)勻速，當(dāng)加速鍵按下，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，減速鍵按下，電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢。三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)及PWM信號的生成電路，直流電機(jī)驅(qū)動電路，加速及減速按鍵電路。2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行按鍵功能識別及PWM信號產(chǎn)生的程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！抖A對象增量式數(shù)字PID控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用數(shù)字PID控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計增量式PID控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：。三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、PID控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。4）要求系統(tǒng)滿足階躍性能指標(biāo)：對單位階躍響應(yīng)穩(wěn)定無靜差，超調(diào)量<20%,調(diào)節(jié)時間。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！都儨髮ο笤隽渴綌?shù)字PID控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用數(shù)字PID控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計增量式PID控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：Gs三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、PID控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。4）要求系統(tǒng)滿足階躍性能指標(biāo)：對單位階躍響應(yīng)穩(wěn)定無靜差，超調(diào)量<20%,調(diào)節(jié)時間ts[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！段恢檬綌?shù)字PID控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用數(shù)字PID控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計位置式PID控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：。三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、PID控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。要求系統(tǒng)滿足階躍性能指標(biāo)：對單位階躍響應(yīng)穩(wěn)定無靜差，超調(diào)量<20%,調(diào)節(jié)時間。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！兑浑A系統(tǒng)最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用最少拍控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計單位階躍輸入下的最少拍控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：，采樣周期為1s。三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、最少拍控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！兑浑A系統(tǒng)最少拍無紋波控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用最少拍控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計單位階躍輸入下的最少拍無紋波控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：Gs=三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、最少拍控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！抖A系統(tǒng)最少拍控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用最少拍控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計單位階躍輸入下的最少拍控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：，采樣周期為1s。三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、最少拍控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！抖A系統(tǒng)最少拍無紋波控制系統(tǒng)設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用最少拍控制器設(shè)計以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象，構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計單位階躍輸入下的最少拍無紋波控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：Gs=三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、最少拍控制等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！痘诖罅炙惴ǖ募儨髮ο髷?shù)字控制器設(shè)計與proteus仿真》一、設(shè)計目標(biāo)：采用大林算法設(shè)計數(shù)字控制器，以單片機(jī)（51單片機(jī)）和ADC、DAC等器件，運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)被控對象（純滯后對象可用多個慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)近似），構(gòu)成計算機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計基于大林算法的數(shù)字控制器的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中被控對象傳遞函數(shù)為：Gs三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)加上模擬量輸入電路（ADC0808等）和模擬量輸出電路（用DAC0832等），采用運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)被控對象；2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、基于大林算法數(shù)字控制器等軟件程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。4）要求系統(tǒng)滿足階躍性能指標(biāo)：對單位階躍響應(yīng)穩(wěn)定無靜差，超調(diào)量<20%,調(diào)節(jié)時間ts[參考答案]自行設(shè)計提交論文。《直流電機(jī)PWM閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與仿真》設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖信號來調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。二、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計實(shí)現(xiàn)單片機(jī)（51單片機(jī)）產(chǎn)生PWM脈沖信號來調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)電位器輸入的電壓來調(diào)節(jié)PWM的占空比，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)并顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速。三、設(shè)計要求：1）硬件電路設(shè)計：51單片機(jī)最小系統(tǒng)及PWM信號的生成電路，直流電機(jī)驅(qū)動電路，電位器電壓輸入電路、AD轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)速測量及顯示電路。當(dāng)電位器電壓逐漸增大時，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。2）軟件程序設(shè)計：采用匯編或C語言進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換程序及PWM信號產(chǎn)生、以及轉(zhuǎn)速測量及顯示的程序設(shè)計；3）在proteus中實(shí)現(xiàn)軟硬件仿真，給出仿真電路，仿真程序及運(yùn)行結(jié)果。[參考答案]自行設(shè)計提交論文?！吨绷麟姍C(jī)數(shù)字PID閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真》設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計實(shí)現(xiàn)用PID控制器調(diào)節(jié)單片機(jī)