计算机控制技术课程设计
华北水利水电学院计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计学院：电力学院专业：自动化班级：2009 班姓名：学号：2009指导老师:徐俊红华北水利水电学院目录一、设计内容1.1 对象模型1.2 设计目的1.3 设计要求二、设计方法及步骤2.1 设计方法2.2 设计具体步骤2.3 matlab仿真结果展示三、仿真设计程序四、心得体会控制系统的状态空间设计1.1【设计对象】系统的对象模型为：1.2【设计目的】A：试确定一个状态负反馈阵K，使相对于单位阵阶跃参考输入的输出过渡过程，满足如下的期望指标：超调量<=20%,峰值时间<=0.4s。
B：如果系统的状态变量在实际上无法测量，试确定一个状态观测器（全维状态观测器），使得通过基于状态观测器的状态反馈，满足上述期望的性能指标。
1.3【设计要求】1.要求学生掌握当Gc（s）设计好后如何将其变换为离散算法Gc（Z）以及如何将Gc（Z）转换在计算机上可完成计算的迭代方程。
2.要求学生能掌握工业中常用的基本PID算法。
3.掌握一阶向前，向后差分及双线性变换离散化的具体做法及应用场合。
4.熟悉PID两种基本算法的计算公式：位置算法和增量算法。
5.熟练使用MATLAB软件，掌握其仿真的方法、步骤及参数设置。
6.了解计算机控制系统的组成及相应设备的选用等问题。
二．【设计方法及步骤】1、利用Simulink进行仿真，判断是否满足期望的性能指标。
系统仿真方框图如下：系统仿真结果如下：有图可知，系统不满足期望的性能指标，需要进行配置。
1.判断系统的能控能观性，确定系统是否能够通过状态反馈实现极点任意配置。
能控性判别，能控性判别矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=1121211210100Q系统的可控矩阵阶数为3，为满秩，则系统是能控的。
2.由期望的性能指标求出闭环系统的期望极点。
第一步：由典型二阶系统性能指标与系统参数之间的关系，确定系统参数，然后确定系统的主导极点和非主导极点。
要求确定的主导极点使得闭环系统至少满足前述性能指标。
计算机控制技术综合课程设计方案
计算机控制技术综合课程设计方案清晨的阳光透过窗帘，洒在键盘上，伴随着一杯热咖啡的香气，我开始构思这个“计算机控制技术综合课程设计方案”。
这个方案不仅要体现计算机控制的精髓，还要让学生在实践中掌握核心技能，下面是我的思路。
一、课程目标我们要明确课程目标。
这不仅仅是教会学生一些编程语言和算法，更重要的是让他们理解计算机控制系统的设计理念、工作原理和应用场景。
简单来说，我们要培养的是未来的计算机控制系统设计师。
二、课程内容1.基础理论课程的前半部分，我们会重点讲解计算机控制的基础理论，包括控制系统的基本概念、数学模型、控制器设计等。
这部分内容虽然枯燥，但却是后续实践的基础。
我会用生动的例子和实际应用场景来引导学生，让他们对这些理论产生兴趣。
2.编程实践是编程实践环节。
我们会教授学生如何使用C/C++、Python等编程语言来设计计算机控制系统。
在这个过程中，学生将学会如何将理论应用到实际项目中，如何处理各种复杂问题。
3.硬件接口除了编程，我们还会教授学生如何使用各种硬件接口，如串口、网络接口等。
这部分内容会让学生了解到计算机控制系统与外部设备之间的通信方式，为后续的实践项目打下基础。
4.项目实践在课程的我们会安排一系列项目实践。
这些项目将涵盖不同的应用领域，如智能家居、工业自动化等。
学生将分组进行项目设计，从需求分析、系统设计到编程实现，全方位锻炼自己的能力。
三、教学方法1.案例教学我会采用案例教学的方法，通过分析经典的计算机控制系统案例，让学生理解理论知识在实际中的应用。
同时，案例教学也能激发学生的兴趣，让他们主动参与到课程中来。
2.实践教学实践教学是本课程的核心。
我会安排大量的实验和项目实践，让学生在实践中掌握计算机控制技术的应用。
还会鼓励学生参加各种比赛和项目，提升他们的实际操作能力。
3.互动教学在教学过程中，我会鼓励学生提问和发表自己的观点。
通过互动，我可以及时了解学生的掌握情况，调整教学进度和难度。
计算机控制技术课程设计整理版.doc
计算机控制技术课程设计目录1 引言 (1)2 课程设计任务和要求 (2)3 直流伺服电机控制系统概述 (2)3.1 直流伺服系统的构成 (2)3.1.1 伺服系统的定义 (2)3.1.2 伺服系统的组成 (2)3.1.3 伺服系统的控制器的分类 (3)3.1.4 直流伺服系统的工作过程 (4)4 直流伺服电机控制系统的设计 (5)4.1方案设计步骤 (5)4.2 总体方案的设计 (5)4.3控制系统的建模和数字控制器设计 (7)4.4数字PID工作原理 (8)4.5数字PID算法的simulink仿真 (8)5 硬件的设计和实现 (9)5.1 选择计算机机型（采用51内核的单片机） (9)5.1.1 80C51电源 (10)5.1.2 80C51时钟 (10)5.1.3 80C51 控制线 (10)5.1.4 80C51 I/O接口 (11)5.2 设计支持计算机工作的外围电路（键盘、显示接口电路等） (11)5.2.1数据锁存器 (11)5.2.2键盘 (11)5.2.3显示器 (12)5.2.4数模转换器ADC0808 (12)5.3 其它相关电路的设计或方案 (13)5.3.1 供电电源设计 (13)5.3.2 检测电路设计 (13)5.3.3 功率驱动电路 (14)5.4 仿真原理图 (14)6软件设计 (14)6.1 程序设计思想 (14)6.2 主程序模块框图 (15)6.3编写主程序 (15)7 总结 (16)附录1 ADC0808程序 (17)附录2 数字控制算法程序 (18)参考文献 (19)1 引言半个世纪来，直流伺服控制系统己经得到了广泛的应用。
随着伺服电动机技术、电力电子技术、计算机控制技术的发展，使得伺服控制系统朝着控制电路数字化和功率器件的模块化的方向发展。
本文介绍直流伺服电机实验台的硬件、软件设计方案。
通过传感器对电机位移进行测量，控制器将实际位移量与给定位移量进行比较，控制信号驱动伺服电机控制电源工作，实现伺服电机的位置控制。
计算机控制技术课设
目录1设计任务与要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计要求 (1)2设计内容及步骤 (2)2.1方案设计 (2)2.2详细设计 (3)2.2.1设计电路 (3)2.2.2显示模块 (4)2.2.3闹铃模块 (4)2.2.4按键模块 (5)2.2.5温度检测模块 (5)2.3设计流程图 (5)2.4设计程序 (7)2.5仿真分析 (8)3主要元器件介绍 (9)3.1 89C51单片机 (9)3.2数字温度芯片DS18B20 (12)3.3八位七段LED数码管 (12)4结果分析 (12)5设计总结 (13)参考文献 (14)附页 (15)多功能数字钟设计摘要：随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。
时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。
高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。
在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。
本文正是基于这种设计方向，以单片机为控制核心，设计制作一个符合指标要求的多功能数字时钟。
本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个多功能数字时钟系统。
该时钟系统主要由时钟模块、闹钟模块、环境温度检测模块、LED显示模块以及键盘控制模块组成。
系统具有简单清晰的操作界面，能够准确显示时间（显示格式为“时时—分分—秒秒”24小时制），可随时进行时间调整，具有闹钟时间设置、闹钟开/关功能，能够对时钟所在的环境温度进行测量并显示。
设计以硬件软件化为指导思想，充分发挥单片机功能，大部分功能通过软件编程来实现，电路简单明了，系统稳定性高。
同时，该时钟系统还具有功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性。
由于系统所用元器件较少，单片机所被占用的I/O口不多，因此系统具有一定的可扩展性。
关键词：单片机温度传感器DS18B20 LED显示数字钟1设计任务与要求1.1设计任务设计制作一个24小时制多功能数字钟。
《计算机控制技术课程设计》指导书
《计算机控制技术课程设计》指导书一、设计目的和要求计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要微型机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。
课程设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。
二、设计内容及步骤1．确定控制任务（设计目标参数，技术指标）有如下题目供参考（可选其他）：a.水温控制（过程控制类）b.电机速度控制c.电机角度控制2．系统总体方案设计a. 基本系统选择b. 接口电路的确定（A/D、D/A）c. 系统软件的配置3．硬件系统设计a．单片机基本系统b．A/D接口电路c．D/A接口电路d．开关量输入输出电路4．软件系统设计a. 系统初始参数设定模块b. 检测模块c. 控制模块d. 报警模块e. 键盘、显示接口模块5．控制系统仿真依据所搭建的系统，采用matlab/simulink进行仿真，给出仿真曲线和结果分析。
6．撰写设计报告a. 设计题目b. 任务要求c. 系统总体方案d. 各个硬件模块设计和原理图e. 各个软件模块设计和流程图f. 心得体会和参考资料三、课程设计进度安排（供参考）：要求学生集中时间、争取在3周的时间内完成，进度按排如下。
四、报告基本内容（1）总体方案设计：构建系统的结构框图，确定系统各组成模块的功能和相互关系。
（2）详细设计：硬件部分：选择硬件型号，设计具体电路等。
给出系统各个组成部分的接口电路，并进行硬件集成调试。
软件部分：依据采用的控制算法（必须选择至少两种算法，并进行比对，说明最后使用算法的合理性）及计算机控制系统的构成特点，绘制程序流程图，并编写相应的程序代码。
程序的各个关键环节应给出文字注释。
（3）调试：首先在Matlab 软件中对系统进行仿真分析（simulink 仿真环境和纯M文件编程均需要）编译软件；在实验室进行系统的软硬件联调，获得满意的控制效果。
计算机控制技术课程设计数字PID控制系统设计
课程设计报告题目：数字PID控制系统设计（II）课程：计算机控制技术课程设计专业：电气工程与其自动化班级：姓名：学号：第一部分任务书《计算机控制技术》课程设计任务书一、课题名称数字PID控制系统设计（II）二、课程设计目的课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
《计算机控制技术》是一门实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。
通过课程设计，加深对学生控制算法设计的认识，学会控制算法的实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统的实际组成，掌握计算机控制系统的整体设计方法和设计步骤，编程调试，为从事计算机控制系统的理论设计和系统的整定工作打下基础。
三、课程设计内容设计以89C51单片机、ADC、DAC等电路和运放电路组成的被控对象构成的单闭环反馈控制系统。
1. 硬件电路设计：89C51最小系统加上模入电路ADC0809和模出电路TLC7528；由运放构成的被控对象。
2. 控制算法：增量梯形积分型的PID控制算法。
3. 软件设计：主程序、定时中断程序、A/D转换程序、滤波程序、D/A输出程序、PID 控制程序等。
四、课程设计要求1. 模入电路能接受双极性电压输入（-5V~+5V ），模出电路能输出双极性电压（-5V~+5V ）。
2. 被控对象每个同学选择不同：44(),()(0.21)(0.81)G s G s s s s s ==++ 55(),()(0.81)(0.31)(0.81)(0.21)G s G s s s s s ==++++510(),()(1)(0.81)(1)(0.41)G s G s s s s s ==++++88(),()(0.81)(0.41)(0.41)(0.51)G s G s s s s s s s ==++++3. PID 参数整定，根据情况可用扩充临界比例度法，扩充响应曲线法。
计算机控制技术与应用课程设计
计算机控制技术与应用课程设计
1. 背景介绍
计算机控制技术是一种应用电脑技术控制机械设备的技术，其广泛应用于工业自动化领域。
随着工业自动化程度的不断提高，计算机控制技术已成为现代工业制造必不可少的技术之一。
本课程设计旨在通过对计算机控制技术的理论学习和实际案例应用，培养学生的工程实践能力。
2. 课程设计目标
本课程设计的目标是使学生具有以下能力：
1.掌握计算机控制技术的理论知识，并能够灵活运用。
2.熟悉计算机控制系统中各个组成部分的功能和特点。
3.能够运用计算机控制技术设计和调试实际系统，并解决实际问题。
4.培养学生的工程实践能力和动手能力。
3. 课程设计内容
3.1 计算机控制理论基础
在本课程中，将对计算机控制理论基础进行详细介绍。
主要包括以下内容：•计算机控制的基本概念和原理；
•控制系统的基本组成部分；
•控制器的结构和工作原理；
•控制器的编程方法和技巧；
•控制器与外部设备的通信协议。
1。
计算机控制技术教学设计
计算机控制技术教学设计
一、前言
计算机控制技术作为一门实用性非常强的技术，被广泛应用在工业
制造、农业、医药、煤矿等各个领域。
因此，计算机控制技术的掌握
成为了现代制造业必不可少的能力之一。
为了更好地传授计算机控制
技术相关知识，本文介绍了一种教学设计，旨在帮助学生更好地掌握
计算机控制技术。
二、目标
•了解计算机控制技术的基础知识和应用领域；
•掌握常见的计算机控制技术软件和硬件设备的使用方法；
•能够应用计算机控制技术解决实际问题。
三、教学内容
1.计算机基础知识
计算机控制技术是建立在计算机基础知识的基础之上，因此包括计
算机结构、操作系统、程序设计等基础知识。
在教学中，可采用课堂
讲解和实验演示相结合的方式，掌握计算机的基础知识。
2.控制系统介绍
介绍控制系统的基本概念、分类和运行原理，掌握控制系统的要素，了解控制系统的特点、优点和缺点。
3.PLC编程
1。
计算机控制课程设计
计算机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制系统的基础理论知识，包括控制系统的组成、工作原理和性能指标；2. 使学生了解常见传感器的工作原理，并能运用所学知识分析传感器的选用原则；3. 让学生掌握计算机控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。
技能目标：1. 培养学生运用计算机编程软件（如MATLAB）进行控制系统仿真的能力；2. 培养学生设计简单的计算机控制系统硬件电路，并进行调试的能力；3. 提高学生运用所学知识解决实际计算机控制问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同探讨、分析和解决问题；3. 增强学生的创新意识，培养学生在面对实际问题时敢于尝试、勇于突破的精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为计算机控制技术的实践性课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生处于高年级阶段，已具备一定的专业基础知识和实践能力。
教学要求注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 计算机控制系统概述- 控制系统基本概念- 控制系统发展历程- 计算机控制系统的优势与应用2. 控制系统硬件组成- 控制器硬件结构- 传感器及其接口技术- 执行器及其接口技术3. 计算机控制算法- PID控制算法原理- 模糊控制算法原理- 其他先进控制算法介绍4. 控制系统仿真与设计- MATLAB/Simulink软件介绍- 控制系统仿真模型搭建- 控制系统硬件设计及调试5. 实际案例分析与讨论- 典型计算机控制系统案例分析- 学生分组讨论实际控制问题- 创新性控制系统设计实践教学内容安排与进度：第一周：计算机控制系统概述第二周：控制系统硬件组成第三周：计算机控制算法第四周：控制系统仿真与设计第五周：实际案例分析与讨论教材章节及内容列举：第一章：计算机控制系统概述（涵盖教学内容1）第二章：控制系统的硬件与接口技术（涵盖教学内容2）第三章：计算机控制算法（涵盖教学内容3）第四章：控制系统的仿真与设计（涵盖教学内容4）第五章：计算机控制系统应用案例（涵盖教学内容5）三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以充分激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：用于讲解计算机控制系统的基本概念、原理和算法等理论知识。
《计算机控制技术》课程教学大纲
《计算机控制技术》课程教学大纲课程代码：ABJD(M16课程中文名称:计算机控制技术课程英文名称：ComputerContro1Techno1ogy课程性质：必修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：自动化专业本课程的前导课程：数字电子技术、模拟电子技术、电力电子技术、自动控制原理等一、课程简介该课程是自动化专业一门重要的专业必修课。
它的目的是使学生通过本课程的学习，获得计算机控制系统的组成、原理、设计等基础知识和基本应用技术。
学习掌握计算机控制系统软硬件设计的基本方法与原则。
通过本课程的学习，使学生具有计算机控制系统硬件设计、应用软件编程与系统调试的基本能力。
二、教学基本内容和要求1 .绪论课程教学内容：计算机控制技术一般概念，计算机控制系统的组成和分类，计算机控制系统的发展概况和趋势。
课程的重点、难点：计算机控制系统工作原理、组成和分类。
课程教学要求：了解计算机控制技术一般概念、计算机控制系统的发展概况和趋势。
理解计算机控制系统控制过程。
掌握计算机控制系统组成结构和分类。
2 .输入输出过程通道与接口技术课程教学内容：模拟量输入输出通道，数字量输入输出通道，人机接口技术，电机控制接口技术。
课程的重点、难点：D/A、A/D转换器接口技术和模板标准化设计，数字量输入输出通道，键盘接口技术，7段显示器接口技术，直流电机和步进电机接口技术。
课程教学要求：了解模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道的结构形式组成。
理解D/A、A/D转换的工作原理，人机接口电路工作原理，电机接口电路工作原理等。
掌握模拟量输入输出通道设计技术，数字量输入输出通道设计技术，键盘接口技术，7段显示器接口技术，直流电机和步进电机接口技术。
3 .计算机控制基础理论课程教学内容：计算机控制系统的信号变换理论，计算机控制系统的数学描述，连续系统的离散化方法及特点。
课程的重点、难点：计算机控制系统的信号变换理论，Z变换与反Z变换的定义，连续系统的离散化方法，差分方程的求解。
计算机控制技术教学设计 (2)
计算机控制技术教学设计背景介绍计算机控制技术是现代制造业和自动化生产控制领域不可或缺的技术之一。
学生在掌握计算机控制技术方面的能力，将有助于他们在工作中更有效地执行任务，提高生产效率和优化成本。
为了帮助学生学习计算机控制技术，我们设计了一个教学计划，旨在帮助学生掌握这一技术的基础知识和实践应用。
教学目标•理解计算机控制技术的基础知识和原理•了解计算机控制技术在现代制造业和自动化生产控制领域的应用•学会使用计算机控制技术工具和软件进行实践操作教学内容理论课程1.计算机控制技术的基础知识和原理–什么是计算机控制技术–计算机控制技术的发展历程–计算机控制技术的分类–计算机控制技术的基本原理2.计算机控制技术的应用–计算机控制技术在制造业中的应用–计算机控制技术在自动化生产控制领域的应用–计算机控制技术在其他行业中的应用实践课程1.计算机控制技术工具和软件的使用–PLC编程软件–调试工具–数据采集工具2.实践操作–PLC程序设计–PLC程序调试–数据采集和处理教学方法本课程将采用以下教学方法：1.理论课程将采用讲课和讨论相结合的方式，使学生能更好地理解课程内容。
2.实践课程将采用实验教学和模拟实践教学相结合的方式，帮助学生掌握技能并进行实践操作。
教学评价为了评估学生对本课程的掌握程度，我们将采取以下考核方法：1.理论课程将根据学生在每周课程讨论中的参与情况进行评分。
2.实践操作将采用实验报告、课堂考试和成绩评估相结合的方式进行评分。
总结本教学计划将帮助学生全面掌握计算机控制技术的基础知识和实践应用。
我们相信，通过实践操作和课程评价，学生将更好地理解计算机控制技术的应用，并在工作中更有效地执行任务，提高生产效率和优化成本。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计计算机控制技术课程设计一、引言随着科技的不断发展和进步，计算机控制技术在工业、交通、能源等领域的应用越来越广泛。
为了更好地理解和应用计算机控制技术，我们需要进行课程设计。
本文将围绕计算机控制技术课程设计的目的、任务和要求，以及设计方法和步骤进行详细阐述。
二、计算机控制技术计算机控制技术是利用计算机对工业过程进行自动控制的一种技术。
它以计算机为控制中心，通过数据输入、处理和控制输出，实现对工业过程的自动化控制。
计算机控制技术的主要内容包括控制系统设计、程序设计、数字信号处理等。
控制系统设计是计算机控制技术的核心，需要根据控制系统的要求，选择合适的硬件和软件，设计出高效、稳定的控制系统。
三、课程设计的目的和任务课程设计的目的在于通过实践，加深学生对计算机控制技术的理解和掌握，提高学生的编程能力、系统设计和调试能力。
课程设计的任务包括：1、设计并实现一个计算机控制系统，能够实现数据的采集、处理和控制输出；2、编写控制系统的程序，实现系统的自动化控制；3、对控制系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
四、课程设计的要求课程设计的要求包括：1、设计出的控制系统应具有高效性、稳定性和可靠性；2、程序应具有良好的可读性和可维护性；3、测试数据应具有完整性和准确性。
五、设计方法及步骤课程设计的具体方法和步骤如下：1、确定控制系统的需求和分析；2、选择合适的硬件和软件，设计出控制系统的总体结构；3、编写控制系统的程序，实现数据输入、处理和控制输出；4、对控制系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
六、总结通过本次课程设计，我们深入了解了计算机控制技术的核心内容和实现过程，掌握了控制系统设计、程序设计和数字信号处理等关键技术。
我们也发现了课程设计中存在的一些问题和不足之处，需要我们在后续的学习和实践中不断改进和完善。
希望通过本次课程设计，能够为我们在计算机控制技术领域的学习和实践打下坚实的基础。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计计算机控制技术是一门涵盖计算机科学、自动控制和电子工程等多个学科的交叉学科。
它主要研究在计算机硬件、软件和通讯网络等方面，如何将现代计算机技术与自动控制技术相结合，实现自动化生产和智能化控制。
在计算机控制技术的课程设计中，学生需要掌握一些基本的技能和知识，如计算机系统结构、编程语言、算法和数据结构、数字信号处理、控制理论和实践等等。
下面将从几个方面介绍计算机控制技术的课程设计。
一、计算机系统结构计算机系统结构是计算机控制技术的基础，也是课程设计的重要内容之一。
学生需要掌握计算机系统中各个部件的功能和相互关系，如CPU、内存、硬盘、显卡、主板等等。
此外，学生还需要了解计算机系统的工作原理和组成结构，以及如何进行系统维护和管理。
在课程设计中，学生可以通过搭建计算机系统来加深对计算机系统结构的理解。
例如，学生可以选择一些常用的硬件和软件，如Intel 处理器、AMD显卡、Windows操作系统等，通过组装和安装来建立自己的计算机系统。
此外，学生还可以通过模拟器等工具来模拟计算机系统的工作过程，加深对计算机系统结构的理解。
二、编程语言编程语言是计算机控制技术中最重要的技能之一，也是课程设计的核心内容之一。
学生需要掌握一种或多种编程语言，如C、C++、Java等，以及编程语言的语法、数据类型、控制语句、函数等基本概念。
在课程设计中，学生可以选择一个合适的编程语言，完成一个小型的编程项目。
例如，学生可以设计一个简单的计算器程序，实现加减乘除等基本运算功能。
通过编程项目的实践，学生可以加深对编程语言的理解和掌握，提高编程能力。
三、算法和数据结构算法和数据结构是计算机控制技术中非常重要的概念和技能，也是课程设计的重要内容之一。
学生需要掌握常见的算法和数据结构，如排序算法、查找算法、链表、栈、队列等等。
在课程设计中，学生可以选择一个算法或数据结构，完成一个小型的程序设计项目。
例如，学生可以设计一个排序算法，实现对一组数据的排序。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制技术的基本原理，理解计算机控制系统的工作流程。
2. 使学生了解计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的应用。
3. 帮助学生掌握计算机控制系统的硬件和软件设计方法。
技能目标：1. 培养学生运用计算机控制技术解决实际问题的能力。
2. 提高学生进行计算机控制系统编程、调试和优化的技能。
3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能够就计算机控制技术问题进行讨论和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 引导学生关注计算机控制技术在我国经济发展和社会进步中的作用，增强学生的社会责任感。
3. 培养学生严谨、细致的学习态度，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为专业选修课，旨在让学生在掌握计算机控制技术基本原理的基础上，提高实际应用能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。
学生特点分析：学生为高中二年级学生，具有一定的计算机基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。
2. 案例教学，结合实际应用场景，提高学生的学习兴趣。
3. 加强课堂互动，鼓励学生提问、讨论，提高学生的参与度。
4. 注重过程性评价，及时了解学生的学习进度，调整教学策略。
二、教学内容1. 计算机控制技术基本原理：包括计算机控制系统的组成、工作原理和性能指标，涉及课本第二章内容。
- 计算机控制系统的组成与分类- 控制器、执行器和被控对象的作用及相互关系- 性能指标：稳定性、快速性、精确性等2. 计算机控制技术在各领域的应用：介绍计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的实际应用，结合课本第三章实例进行分析。
- 工业自动化控制- 医疗设备控制- 智能家居控制3. 硬件和软件设计方法：包括控制器硬件设计、编程环境搭建以及软件编程，涉及课本第四章和第五章内容。
- 控制器硬件设计：微控制器、接口电路等- 编程环境：C语言、汇编语言、开发工具等- 软件编程：控制算法、程序设计等4. 计算机控制系统编程、调试和优化：以实际项目为例，讲解编程、调试和优化方法，涉及课本第六章内容。
计算机控制技术课程设计
目录1 前言 (3)2总体方案设计 (4)2.1 主控芯片选择 (4)2.2 显示模块选择 (5)2.3 可燃气体信号采集传感器选择 (6)2.4 A/D转换部分 (6)2.5 电源的选择 (7)3理论分析与计算 (7)3.1 MQ-2可燃气体信号采集传感器特点及参数 (7)3.2 相关理论值计算 (8)4单元模块电路设计 (11)4.1 可燃气体信号采集部分 (11)4.2 显示部分 (12)4.3 A/D转换部分 (13)4.4 报警显示部分 (14)4.5 最小系统及按键 (15)5软件设计 (17)5.1 程序结构图 (17)5.2 程序代码 (18)6系统调试 (19)6.1 系统硬件调试 (19)6.1.1 排除逻辑故障 (19)6.1.2 排除元件故障 (19)6.2 系统软件调试 (19)7设计总结 (20)8参考文献 (22)附录一：系统总图 (23)附录二：相关程序 (25)1 前言随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增长，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄漏将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故，人们在对安全生产的重视限度日益增长的同时，对生产技术手段也进行不断的提高，研制一种新型、性能稳定、准确监测可燃性气体报警控制器势在必行。
而传统的模拟型可燃性气体报警控制器，对于气体传感器的特性补偿、修正，采用匹配补偿传感器的硬件调整方式；这种调整方式虽然具有现场调整方便的优点，但补偿拟合的范围窄，匹配传感器的部件选择困难，而难以获得较好的补偿、修正效果。
因此，本次设计采用了“探测器+单片机控制电路”设计思绪。
本次设计采用以STC89C52芯片为核心，用半导体陶瓷式气体传感器MQ-2来检测外部气体浓度，结合外部硬件电路实现对可燃性气体进行报警控制装置。
STC89C52芯片具有功能强大，性价比高等一系列优点，适合产品大规模生产。
同时，设计出的可燃性气体报警控制器具有操作简朴，实用性强，价格便宜，安全性高等特点，所以非常适合贮气仓库，以及家庭等场合使用，具有很高的实用价值。
计算机控制课程设计
《计算机控制技术》课程设计具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计班级：姓名：学号：指导老师：日期：第一部分设计任务1、设计题目及要求2、设计方案分析论证第二部分设计方案一、设计方案分析论证1、控制策略选择（1）模拟化设计方法（2）数字化设计方法2、硬件设计方案（1）选取计算机系统（2）选取A/D和D/A3、软件设计方案二、系统框图设计三、功能说明第三部分电路设计1、温度检测与放大滤波电路2、AtmelMega16与ADC连接电路3、AtmelMega16与DAC连接电路4、整机电路第四部分软件部分1、主程序流程图2、数据采集过程流程图3、达林算法流程图第五部分数字控制器设计1、基本参数计算2、θ=0时数字调节器D（z）的实现3、θ=T/2时数字调节器D（z）的实现第六部分系统仿真及性能测试1、θ=T/2时系统的仿真与分析2、θ= T/2时系统的可靠性与抗干扰性分析第七部分心得体会参考资料第一部分 设计任务一、 设计题目1. 针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节()1sKe G s Ts τ-=+的温度控制系统和给定的系统性能指标： ✧ 工程要求相角裕度为30°～60°，幅值裕度>6dB✧ 要求测量范围-50℃～200℃，测量精度0.5％，分辨率0.2℃2. 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 具体要求：✧ 温度传感器、执行机构的选型✧ 微型计算机的选型（MCS51、A VR 等等） ✧ 温度传感器和单片机的接口电路✧ 其它扩展接口电路（主要是输入输出通道）✧ 利用Protel 绘制原理图，制作PCB 电路板（给出PCB 图） 3. 软件部分：✧ 选择一种控制算法（最少拍无波纹或Dalin 算法）设计出控制器（被控对象由第4步中的参数确定），给出控制量的迭代算法，并借助软件工程知识编写程序流程图✧写出主要的单片机程序4. 用MATLAB和SIMULINK进行仿真分析和验证对象确定：K=10*log(C*C-sqrt(C)),rand(‘state’,C), T=rand(1)考虑θ=0或T/2两种情况，即有延时和延时半个采样周期的情况。
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计算机控制技术课程设计课题：全自动洗衣机控制系统设计系别：电气与电子工程系专业：自动化姓名：学号：指导老师：河南城建学院2013年01月11日成绩评定·一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。
课程设计成绩评定班级姓名学号综合成绩：指导教师签字年月日目录1 设计目的.........................................错误！未定义书签。
2 设计要求 (2)3 系统方案总体设计 (2)3.1 总体控制方案确定 (2)3.2 洗衣机的PLC控制系统概述 (3)3.3 PLC的设计步骤 (3)3.4 电机电路的设计步骤 (3)4 控制器设计 (4)4.1 控制系统结构 (4)4.2 模块功能概述 (5)5 软硬件设计 (6)5.1 数字量输入部分 (6)5.2 数字量输出部分 (6)5.3控制系统顺序功能图 (7)5.4 源程序 (7)6 仿真及结果分析 (11)7 设计总结.........................................错误！未定义书签。
8 参考文献.........................................错误！未定义书签。
1 设计目的课程设计的主要目的是通过某一PLC控制系统的设计实践，使学生能够熟练地进行PLC系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作，培养学生的工程技术应用能力。
课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。
有一些课题在实际控制中并不采用，但做为课程设计题目还是有一定意义的。
2 设计要求1) 按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水2秒后开始洗涤。
2）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。
3）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒。
4）开始清洗，重复1）~4），清洗两遍。
5）清洗完成，报警3秒并自动停机。
6）若按下停车按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。
输入点：输出点：启动10001 低水位检测10009 启动洗衣机00001停止10002 手动排水10010 进水阀00002高水位10003 手动脱水10011 正转及脱水00003中水位10004 反转00004低水位10005 排水00005排空检测10006 报警00006高水位检测10007 中水位检测10008133 系统方案总体设计3.1 总体控制方案确定本系统控制方案设计选择PLC控制系统，以下是PLC系统和单片机控制系统的特点比较：PLC系统的特点：1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。
对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。
2）使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量、形式、驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。
3）编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。
单片机系统的特点：1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差。
2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。
3）功能单一只具有使用中所需要的功能。
但是，它结构简单，处理速度快。
3.2 洗衣机的PLC控制系统概述全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。
在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心控制系统工作的。
首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时．要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率无形地增加了维修成本费用，在各种控制系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点。
它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。
因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。
另外它的编程语言也相对简单。
典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示：图1 PLC控制系统的硬件组成框图3.3 PLC的设计步骤开发应用PLC 的设计任务分为硬件和软件设计两部分。
硬件设计主要包括: 1）确定安排PLC 的输入、输出点；2）设计外围电路, 包括主电路；3）选购PLC 并进行现场安装接线等内容；软件设计, 大多数用梯形图和指令程序, 主要包括:1）设计控制流程, 根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图；2）根据工作循环图, 画出虚拟的电路图—继电器梯形图;按梯形图编写指令程序表；3系统调试: 根据设计要求, 对程序进行调试和修改, 必要时还可对硬件进行修改, 直到满足要求；3.4 电机电路图设计考虑到全自动洗衣机为一般家用电器，因此其单机要使用单相异步电机。
要实现单相异步电机的反转，就必须使旋转磁场反转，要使旋转磁场反转，就要把工作绕组中和启动绕组中的一组首端和末端与电源线对调。
因为单相异步电动机的旋转磁场使电流相位超前的绕组向电流滞后的绕组旋转，若把其中一个绕组首端和末端与电源线对调，也就把该绕组的电流相位改变了180度。
假若原来这个绕组的电流相位使超前90°，这样一来，该接后该绕组的电路相位便成为滞后90°了，结果就导致了旋转磁场的方向也随之改变。
有的电容运行式单相异步电动机式通过改变电容器的接法来改变单相异步电动机的转向的，如洗衣机的波轮电机需要经常正、反转。
如图：对于罩极式单相异步电动机而言，由于其旋转方向是由其内部结构决定的，因此外部接线无法改变罩极单相异步电动机的旋转方向，所以罩极式单相异步电动机一般用于不需要改变转向的场合。
洗衣机脱水时，电子离合器接通，电机带动脱水桶高速正向旋转对衣物进行甩干。
4 控制器设计4.1控制系统结构1、控制系统图图4-1全自动洗衣机控制系统图2、PLC框架配置图全自动洗衣机控制采用三菱公司FX2N系列PLC。
PLC框架配置如图4-2所示。
图4-2 PLC框架配置图3、I/O地址分配由于CPU模块有16点数字量输入，有16点数字量输出，所以不再需要输入/输出模块。
采用I/O 分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X0～X15，输出端子对应的输出地址是Y0～Y11。
4.2 模块功能概述CPU模块采用三菱公司的FX2N-48MR-001模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊地运行。
同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带16个数字量输入点和16个数字量输出点，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量输入和输出模块。
5 软硬件设计5.1、数字量输入部分这个控制系统的输入有启动按扭、停止按扭、水位选择开关（高水位、中水位、低水位）、手动排水开关、自动排水开关、高水位浮球开关、低水位浮球开关、水排空浮球开关共11个输入点。
具体的输入分配如表所示。
表5-1 输入分配表输入地址对应的外围设备X10001 启动按扭X10002 停止按扭X10003 水位选择开关（高水位）X10004 水位选择开关（中水位）X10005 水位选择开关（低水位）X10010 手动排水开关X10003 高水位检测X100813 中水位检测X10005 低水位检测X10006 水排空检测输入地址分配5.2、数字量输出部分这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤电动机、脱水桶、报警器共5个设备。
但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，所以输出点应该有6个。
具体的输出分配如表5-2所示。
表5-2 输出分配表输出地址对应的外围设备Y002 进水阀Y005 排水阀Y003 正转及脱水Y004 反转Y001 启动洗衣机Y006 报警器输出地址分配5.3 控制系统顺序功能图图 5-1全自动洗衣机控制系统顺序功能图PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。
按下启动按钮时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水，2s后开始正转洗涤。
正转洗涤30s后暂停，暂停2s后开始反转洗涤。
反转洗涤30s 后暂停，暂停2s 后，若正、反洗涤未满5 次，则返回从正转洗涤开始的动作; 若正、反洗涤满5 次时，则开始排水。
排水水位若下降到低水位时，开始脱水并继续排水。
脱水30s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。
若未完成2 次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环; 若完成了2 次大循环，则进行洗完报警。
报警3s结束全部过程，自动停机。
若按下停止按钮，可以手动排水和手动脱水。
5.4 源程序（1）辅助继电器在本程序中，M0是按下启动按钮的辅助继电器；M1是判断洗衣机水位是否和设定水位不一致的辅助器；M2是判断洗衣机水位是否和设定水位一致的辅助继电器；M3是停止自动洗衣机的辅助继电器。
图5-1 辅助继电器的梯形图（2）进水在正常情况下，按下启动按扭或者脱水完毕，而且洗衣大循环未到3次时，开始进水，当水位到设定水位后停止进水，等待2s后进入洗衣过程。
在强制停止情况下，当停止按扭按下时立即停止进水。
图5-2 进水的梯形图进水到设定水位2s后，开始洗衣，先正转20s，然后再反转20s，这样循环5次后进入排水过程。
图5-3 洗衣的梯形图（4）排水洗衣过程完毕后，进入排水过程。
水排空后停止排水。
图5-4 排水的梯形图水排空后，开始脱水，脱水30s后停止脱水。
因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到排水完毕辅助继电器。
图5-5 脱水的梯形图（6）洗完报警洗衣大循环3次后，开始洗完报警过程，3s后停止报警，这样整个洗衣过程结束。
图5-6 洗完报警的梯形图6 仿真及结果分析（1）出现的问题在仿真调试过程中出现了一系列问题。
首先是信号自锁基本问题，接着出现了自锁信号不能断电，程序中出现双线圈不能驱动器动作，不能同时作用的线圈的互锁的问题。
这些问题都是基本问题，但在设计过程中由于牵涉的定时器和线圈相对较多开始没能注意到，在仿真过程中一一发现并修正确。
（2) 结果程序运行过程中能按照要求正转、反转，满三次排水、脱水，完成三次大的循环则报警。
若洗衣过程运行过程中按下了停止按钮，程序能够按照要求停止正在进行的工作，并报警。