梯形积分PID控制课程设计
PID控制器开发笔记之四：梯形积分PID控制器的实现
PID控制器开发笔记之四：梯形积分PID控制器的实现从微积分的基本原理看，积分的实现是在无限细分的情况下进行的矩形加和计算。
但是在离散状态下，时间间隔已经足够大，矩形积分在某些时候显得精度要低了一些，于是梯形积分被提出来以提升积分精度。
1、梯形积分基本思路在PID控制其中，积分项的作用是消除余差，为了尽量减小余差，应提高积分项的运算精度。
在积分项中，默认是按矩形方式来计算积分，将矩形积分改为梯形积分可以提高运算精度。
其计算公式为：于是如果在位置型PID算法中引入梯形积分则可以修改计算公式如下：同样要在增量型PID算法中引入梯形积分则可以修改计算公式如下：2、算法实现从微积分的角度来说，当微分分到无限小时，矩形积分与梯形积分是没有区别的。
但事实上我们的采样时间不可能无限小，而且也不可能是连续的，那么采样周期越大，那么矩形近似于实际曲线间的偏差就越大，而梯形积分则可以更加接近实际曲线，所以采用梯形积分代替矩形积分就可以得到更高的精度。
（1）位置型PID算法实现位置型PID的实现在前面就已经完成，所不同的是前面使用的是矩形积分，在这一节我们将举行积分部分改为梯形积分，同样首先定义PID对象的结构体：/*定义结构体和公用体*/typedef struct{floatsetpoint; //设定值floatproportiongain; //比例系数floatintegralgain; //积分系数floatderivativegain; //微分系数floatlasterror; //前一拍偏差floatresult; //输出值floatintegral;//积分值}PID;接下来实现PID控制器：void PIDRegulation(PID *vPID, float processValue){floatthisError;thisError=vPID->setpoint-processValue;vPID->integral+=(thisError+ vPID-> lasterror)/2;vPID->result=vPID->proportiongain*thisError+vPID->integralgain*vPID->integral+vPID->derivative gain*(thisError-vPID->lasterror);vPID->lasterror=thisError;}从上述实现我们不难看出，变化仅仅只是在做积分累计vPID->integral时，将累计量按梯形方式累计。
过程控制课程设计pid
过程控制课程设计pid一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PID控制的基本原理，理解比例（P）、积分（I）、微分（D）三个参数在过程控制中的作用和相互关系。
2. 使学生了解PID控制器的常见类型，如P、PI、PID控制器，并掌握其适用场景。
3. 帮助学生理解过程控制中的稳定性、快速性和准确性等性能指标，并学会分析PID参数对控制效果的影响。
技能目标：1. 培养学生运用PID控制算法解决实际过程控制问题的能力，如温度、压力、流量等控制。
2. 让学生通过编程或仿真软件，实现PID控制器的参数整定和优化，提高控制系统的性能。
3. 培养学生分析过程控制系统中问题、提出解决方案并进行调试的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣和热情，激发学生主动探究、创新的精神。
2. 使学生认识到过程控制在工业生产和社会发展中的重要性，增强学生的社会责任感。
3. 培养学生团队合作意识，让学生在小组讨论、实践中学会倾听、交流、协作。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
根据学生特点，课程目标设定既注重知识传授，又强调技能培养和情感态度价值观的塑造。
通过本课程的学习，学生将能够具备解决实际过程控制问题的能力，为今后的学习和工作打下坚实基础。
在教学过程中，教师需关注学生的学习成果，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 引入PID控制基本概念：介绍比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的作用和原理，分析各控制环节对系统性能的影响。
教材章节：第三章“过程控制系统”第2节“PID控制原理”2. PID控制器类型及适用场景：讲解P、PI、PID控制器的结构、特点，分析各种控制器在不同过程控制中的应用。
教材章节：第三章“过程控制系统”第3节“PID控制器类型及选择”3. PID参数整定与优化：介绍PID参数对控制系统性能的影响，讲解常见参数整定方法，如临界比例度法、衰减曲线法等。
教材章节：第三章“过程控制系统”第4节“PID参数整定方法”4. 过程控制系统性能分析：分析稳定性、快速性、准确性等性能指标，探讨PID参数对控制系统性能的影响。
自动控制课程设计pid
自动控制 课程设计pid一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PID控制原理，理解比例（P）、积分（I）、微分（D）各自的作用及相互关系。
2. 使学生了解自动控制系统中PID参数调整对系统性能的影响。
3. 引导学生运用数学工具描述控制系统的动态特性。
技能目标：1. 培养学生运用PID算法解决实际控制问题的能力。
2. 让学生掌握使用仿真软件进行PID控制器设计和参数优化的方法。
3. 培养学生通过实验分析控制效果，进而调整PID参数的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动控制技术的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力。
3. 引导学生关注自动化技术在生活中的应用，认识到科技发展对社会进步的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够阐述PID控制原理，并解释P、I、D参数对系统性能的影响。
2. 学生能够运用仿真软件设计PID控制器，并完成参数优化。
3. 学生能够通过实验，观察和分析控制效果，根据实际情况调整PID参数。
4. 学生在课程学习中展现出积极的学习态度和良好的团队合作精神。
二、教学内容1. 理论部分：a. 控制系统基本概念及性能指标介绍（对应教材第2章）b. PID控制原理及其数学描述（对应教材第3章）c. PID参数调整对系统性能的影响分析（对应教材第4章）2. 实践部分：a. 使用仿真软件（如MATLAB/Simulink）进行PID控制器设计与仿真（对应教材第5章）b. 实际控制实验，观察和分析PID参数调整对系统性能的影响（对应教材第6章）3. 教学进度安排：a. 第1周：控制系统基本概念及性能指标学习b. 第2周：PID控制原理及其数学描述学习c. 第3周：PID参数调整对系统性能的影响分析d. 第4周：仿真软件操作培训及PID控制器设计e. 第5周：实际控制实验操作及结果分析教学内容遵循科学性和系统性原则，结合教材章节，确保学生能够逐步掌握自动控制及PID控制相关知识。
pid课程设计
pid 课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握PID控制器的原理、结构和应用，能够运用PID控制器解决实际工程问题。
具体来说，知识目标包括：了解PID控制器的组成部分，掌握PID控制器的工作原理，理解PID控制器在工业控制系统中的应用。
技能目标包括：能够根据系统特性设计和调整PID控制器参数，能够使用PID控制器进行系统控制。
情感态度价值观目标包括：培养学生对自动化技术的兴趣和认识，使学生意识到PID控制器在现代工业中的重要作用。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括PID控制器的原理、结构和应用。
首先，介绍PID控制器的组成部分，包括比例环节、积分环节和微分环节。
然后，讲解PID控制器的工作原理，包括控制器输入输出关系、控制律和参数调整方法。
接着，介绍PID控制器在工业控制系统中的应用，包括过程控制系统、运动控制系统和温度控制系统等。
最后，通过实例分析，让学生学会使用PID控制器解决实际工程问题。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，采用讲授法，系统地讲解PID控制器的原理、结构和应用。
其次，采用讨论法，让学生在小组内讨论PID控制器参数调整的方法和技巧。
再次，采用案例分析法，通过分析实际工程案例，让学生学会运用PID控制器解决实际问题。
最后，采用实验法，让学生在实验室进行PID控制器的设计和调试，巩固所学知识。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，准备了一系列教学资源。
教材方面，选用《自动控制原理》作为主教材，辅助以《PID控制器应用手册》等参考书籍。
多媒体资料方面，制作了PPT课件，展示了PID控制器的原理图、结构图和工程应用案例。
实验设备方面，准备了PID控制器实验装置，让学生能够亲自动手进行实验操作。
此外，还提供了在线教程、视频讲座等网络资源，供学生课后自学。
五、教学评估本节课的教学评估主要包括平时表现、作业和考试三个部分。
pid控制系统课程设计
pid控制系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握PID控制系统的原理、结构和应用，具备分析和设计PID控制系统的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解PID控制系统的概念、原理和组成部分；–掌握PID控制器的参数调整方法；–了解PID控制系统在实际应用中的优缺点。
2.技能目标：–能够运用PID控制原理分析和解决实际问题；–能够使用仿真软件进行PID控制系统的模拟和优化；–能够设计简单的PID控制系统并进行实际操作。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对自动化技术的兴趣和认识，认识到PID控制系统在现代工业中的重要作用；–培养学生勇于探索、善于合作的科学精神；–培养学生关注社会、关心他人的责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.PID控制系统的概念和原理：介绍PID控制系统的定义、作用和基本原理，让学生了解PID控制系统在工业控制中的应用。
2.PID控制器的参数调整：讲解PID控制器的参数（比例系数、积分系数、微分系数）的作用和调整方法，引导学生掌握参数调整的技巧。
3.PID控制系统的应用：分析PID控制系统在实际应用中的优缺点，让学生了解PID控制系统在不同领域的应用实例。
4.PID控制系统的仿真与实际操作：利用仿真软件，让学生亲自模拟和优化PID控制系统，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
三、教学方法本节课采用多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解PID控制系统的原理、结构和参数调整方法，为学生提供系统的知识结构。
2.案例分析法：分析实际应用中的PID控制系统案例，让学生了解PID控制系统的应用场景和优缺点。
3.实验法：让学生利用仿真软件进行PID控制系统的模拟和优化，培养学生的实际操作能力。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，提高学生的沟通能力和团队协作精神。
四、教学资源本节课的教学资源包括以下几个方面：1.教材：选用国内权威的PID控制系统教材，为学生提供系统的理论知识。
pid电机控制课程设计
pid电机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PID电机控制的基本原理，理解比例、积分、微分三项控制环节的作用及相互关系；2. 学会分析电机控制系统的性能，了解不同参数对系统稳定性和响应速度的影响；3. 掌握PID参数调整的方法，能够针对特定电机控制系统进行优化。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行电机控制系统设计的能力，能够根据实际需求选择合适的PID控制策略；2. 提高学生动手实践能力，通过实验和仿真，使学生对PID电机控制技术有更直观的认识；3. 培养学生运用现代工具和技术进行问题分析、解决的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机控制技术的兴趣，激发学生主动探索、创新的精神；2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，增强合作意识；3. 增强学生的环保意识，让学生认识到电机控制技术在节能减排中的重要作用。
本课程针对高年级学生，结合电机控制学科特点，强调理论知识与实践技能的结合。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握PID电机控制技术，提高解决实际问题的能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观，使其成为具有创新精神和环保意识的高素质人才。
二、教学内容1. 引入电机控制的基本概念，介绍PID控制原理，对应教材第1章内容；- 比例、积分、微分控制环节的作用及组合；- 电机控制系统稳定性分析。
2. 分析电机控制系统的数学模型，对应教材第2章内容；- 电机动态模型的建立；- 系统的开环和闭环特性。
3. PID参数调整方法及优化策略，对应教材第3章内容；- 参数调整对系统性能的影响；- 优化策略：Ziegler-Nichols方法、模糊PID控制等。
4. 电机控制系统设计实例，对应教材第4章内容；- 根据实际需求选择PID控制策略；- 系统设计步骤及注意事项。
5. 实践教学环节，结合教材实验指导；- 电机控制系统仿真实验；- 实际电机控制系统搭建与调试。
6. 课程总结与拓展，对应教材第5章内容；- 回顾课程重点，巩固所学知识；- 拓展学习：现代电机控制技术发展趋势。
PID温度控制的PLC程序设计(梯形图语言)教学文案
P I D温度控制的P L C 程序设计(梯形图语言)PID温度控制的PLC程序设计（梯形图语言）PID温度控制的PLC程序设计温度控制是许多机器的重要的构成部分。
它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。
PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。
在本文中，将详细讲叙本套系统。
l 系统组成本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。
系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)1-a如图所见，数据监控栏内所显示的002代表现在的温度，而102表示输出的温度。
如按下开始设置就可设置参数。
需要设置的参数有六个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。
它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带 : DM51积分时间 : DM52微分时间 : DM53滞后值 : DM54控制周期 : DM55偏移量 : DM56数据刷新 : 22905l PLC程序部分002：PID的输入字102：PID的输出字[NETWORK]Name="Action Check" //常规检查[STATEMENTLIST]LD 253.13 //常ONOUT TR0CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化字串1AND NOT 255.06 //等于OUT 041.15 //初始化完成LD TR0AND 041.15OUT TR1AND NOT 040.10 //不在参数设置状态MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字 LD TR1MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57[NETWORK]Name="Setting Start"//设置开始[STATEMENTLIST]LD 253.13OUT TR0AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关DIFU 080.05 //设置微分LD TR0AND 041.15AND 080.05SET 040.01 //开始设置标志位1SET 040.10 //开始设置标志位2[NETWORK]Name="Poportion"//比例带设置[STATEMENTLIST]LD 040.01OUT TR0AND NOT 042.01MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110AND 255.06 //等于SET 042.01 //设置比例带标志LD TR0AND 042.01MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字 CMP 002 DM0051 //是否写入AND 255.06 字串4RSET 040.01 //复位标志1RSET 042.01 //复位比例带标志SET 040.02 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Integral"//积分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.02OUT TR0AND NOT 042.02MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220AND 255.06SET 042.02 //设置积分标志LD TR0AND 042.02MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字 CMP 002 DM0052 //是否写入AND 255.06RSET 040.02RSET 042.02SET 040.03 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="differential"//微分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.03OUT TR0AND NOT 042.03MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330AND 255.06SET 042.03 //设置微分标志LD TR0AND 042.03MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053 //是否写入字串3AND 255.06RSET 040.03RSET 042.03SET 040.04 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Hysteresis"//滞后值设置[STATEMENTLIST]LD 040.04OUT TR0AND NOT 042.04MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440AND 255.06SET 042.04 设置滞后值标志LD TR0AND 042.04MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字 CMP 002 DM0054 //是否写入AND 255.06RSET 040.04RSET 042.04SET 040.05 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Period"//控制周期设置[STATEMENTLIST]LD 040.05OUT TR0AND NOT 042.05MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550AND 255.06SET 042.05 //设置控制周期标志LD TR0AND 042.05MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055 是否写入AND 255.06RSET 040.05RSET 042.05SET 040.06 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Shift"//偏移量设置[STATEMENTLIST]LD 040.06OUT TR0AND NOT 042.06MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660AND 255.06SET 042.06 //设置偏移量标志LD TR0AND 042.06MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字 CMP 002 DM0056 //是否写入AND 255.06RSET 040.06RSET 042.06SET 040.00[NETWORK]Name="Return"//返回[STATEMENTLIST]LD 040.00OUT TR0AND NOT 042.00MOV #C070 102 //读输入边的处理值CMP 002 #C070 比较输入字变成C070AND 255.06SET 042.00 //返回标志LD TR0AND 042.00MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字RSET 040.00RSET 042.00RSET 040.10以上是本套系统的全部内容，经过反复试验，此系统可以维持温度在1°C 之间变化。
控制理论课程设计pid
控制理论课程设计pid一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PID控制理论的基本概念、原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解PID控制器的原理、结构和参数调整方法；掌握PID控制算法的实现和应用。
2.技能目标：能够运用PID控制理论分析和解决实际控制系统问题；具备PID控制器的设计和参数优化能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对自动控制技术的兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.PID控制理论的基本概念和原理：包括PID控制器的结构、工作原理和参数调整方法。
2.PID控制算法的实现：包括PID控制算法的编程实现和仿真分析。
3.PID控制器的应用：包括PID控制器在各种实际控制系统中的应用案例分析。
4.PID控制器的设计和参数优化：包括PID控制器的设计方法、参数优化策略和实际应用。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解PID控制理论的基本概念、原理和应用，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：通过分组讨论和课堂讨论，引导学生深入思考和理解PID控制理论。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解PID控制器在实际中的应用和效果。
4.实验法：通过实验操作，使学生亲手实践PID控制器的设计和应用，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的PID控制理论教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
4.实验设备：准备相关的实验设备和器材，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和参与程度。
pid课程设计
pid课程设计一、课程目标知识目标：通过本课程的学习，使学生掌握PID控制原理的基本知识，理解比例、积分、微分三个参数对控制系统稳定性的影响，能够运用PID控制算法解决简单的控制问题。
技能目标：培养学生运用数学工具分析控制系统的能力，掌握PID参数调整的基本方法，提高学生解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：激发学生对自动化技术的兴趣，培养学生的团队合作意识，提高学生面对复杂问题时的自信心和解决问题的决心。
针对八年级学生的特点，课程设计将注重理论与实践相结合，以培养学生动手能力和实际问题解决能力为主。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的自主学习能力。
课程目标分解：1. 知识目标：- 掌握PID控制原理；- 理解比例、积分、微分参数对控制系统稳定性的影响；- 能够运用PID控制算法解决简单的控制问题。
2. 技能目标：- 能够运用数学工具分析控制系统；- 掌握PID参数调整的基本方法；- 能够将PID控制算法应用于实际工程问题。
3. 情感态度价值观目标：- 增强学生对自动化技术的兴趣；- 培养学生团队合作意识；- 提高学生面对复杂问题时的自信心和解决问题的决心。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材第二章“自动控制原理”相关内容，组织以下教学安排：1. PID控制原理：- 比例控制原理及其作用；- 积分控制原理及其作用；- 微分控制原理及其作用；- PID控制算法的组成及工作原理。
2. PID控制参数对系统性能的影响：- 比例参数对系统稳定性和快速性的影响；- 积分参数对系统稳定性和消除静态误差的作用；- 微分参数对系统稳定性和抑制超调的作用；- PID参数调整的一般方法。
3. 实际控制系统中的应用：- 简单控制系统的PID控制案例分析；- PID控制参数调整的实际操作；- PID控制在工程中的典型应用。
教学进度安排：第一课时：PID控制原理及其作用；第二课时：PID控制参数对系统性能的影响；第三课时：PID控制在实际控制系统中的应用及案例分析；第四课时：PID控制参数调整的实际操作。
PID温度控制的PLC程序设计(梯形图语言)
PID温度控制的PLC程序设计（梯形图语言）PID温度控制的PLC程序设计温度控制是许多机器的重要的构成部分。
它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。
PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。
在本文中，将详细讲叙本套系统。
l 系统组成本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。
系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)1-a如图所见，数据监控栏内所显示的002代表现在的温度，而102表示输出的温度。
如按下开始设置就可设置参数。
需要设置的参数有六个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。
它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带: DM51积分时间: DM52微分时间: DM53滞后值: DM54控制周期: DM55偏移量: DM56数据刷新: 22905l PLC程序部分002：PID的输入字102：PID的输出字[NETWORK]Name="Action Check" //常规检查[STATEMENTLIST]LD 253.13 //常ONOUT TR0CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化字串1AND NOT 255.06 //等于OUT 041.15 //初始化完成LD TR0AND 041.15OUT TR1AND NOT 040.10 //不在参数设置状态MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字LD TR1MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57[NETWORK]Name="Setting Start"//设置开始[STATEMENTLIST]LD 253.13OUT TR0AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关DIFU 080.05 //设置微分LD TR0AND 041.15AND 080.05SET 040.01 //开始设置标志位1SET 040.10 //开始设置标志位2[NETWORK]Name="Poportion"//比例带设置[STATEMENTLIST]LD 040.01OUT TR0AND NOT 042.01MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110AND 255.06 //等于SET 042.01 //设置比例带标志LD TR0AND 042.01MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字CMP 002 DM0051 //是否写入AND 255.06 字串4RSET 040.01 //复位标志1RSET 042.01 //复位比例带标志SET 040.02 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Integral"//积分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.02OUT TR0AND NOT 042.02MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220AND 255.06SET 042.02 //设置积分标志LD TR0AND 042.02MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字CMP 002 DM0052 //是否写入AND 255.06RSET 040.02RSET 042.02SET 040.03 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="differential"//微分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.03OUT TR0AND NOT 042.03MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330 AND 255.06SET 042.03 //设置微分标志LD TR0AND 042.03MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053 //是否写入字串3AND 255.06RSET 040.03RSET 042.03SET 040.04 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Hysteresis"//滞后值设置[STATEMENTLIST]LD 040.04OUT TR0AND NOT 042.04MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440 AND 255.06SET 042.04 设置滞后值标志LD TR0AND 042.04MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字CMP 002 DM0054 //是否写入AND 255.06RSET 040.04RSET 042.04SET 040.05 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Period"//控制周期设置[STATEMENTLIST]LD 040.05OUT TR0AND NOT 042.05MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550AND 255.06SET 042.05 //设置控制周期标志LD TR0AND 042.05MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055 是否写入AND 255.06RSET 040.05RSET 042.05SET 040.06 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Shift"//偏移量设置[STATEMENTLIST]LD 040.06OUT TR0AND NOT 042.06MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660AND 255.06SET 042.06 //设置偏移量标志LD TR0AND 042.06MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字CMP 002 DM0056 //是否写入AND 255.06RSET 040.06RSET 042.06SET 040.00[NETWORK]Name="Return"//返回[STATEMENTLIST]LD 040.00OUT TR0AND NOT 042.00MOV #C070 102 //读输入边的处理值CMP 002 #C070 比较输入字变成C070AND 255.06SET 042.00 //返回标志LD TR0AND 042.00MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字RSET 040.00RSET 042.00RSET 040.10以上是本套系统的全部内容，经过反复试验，此系统可以维持温度在1°C之间变化。
5梯形变速积分PID控制
梯形变速积分PID 控制一、题目：用梯形变速PID 控制传递函数为G(s)的被控对象：G （s ）=exp(-80)/(60s+1)二、原理：1、梯形积分算法：在PID 控制规律中积分作用是消除余差，为了减小余差，应提高积分项的运算精度，为此，用梯形算法代替常规的矩形算法。
梯形积分的算法为： T i e i e dt t e k i t 2)1()()(00-+=∑⎰= 写成迭代的形式为：Ts k error k error e e *2)1()(-++= 2、变速积分PID 算法：在普通的PID 算法中，由于积分系数ki 是常数，所以在整个控制过程中，积分增量不便。
而系统对积分项的要求是，系统的偏差大时积分作用应该减弱甚至无，而在偏差减小时则应加强。
积分系数取大了会产生超调，甚至积分饱和，取小了又延长消除静差的时间。
所以，变速积分PID 控制可以根据偏差的大小改变积分速度，提高系统的控制品质。
变速积分PID 的基本思想是，改变积分项的累加速度即积分的系数，使其与偏差的大小相对应；偏差越大，积分速度越慢；偏差越小，积分速度越快。
令)]([k e f 为一个关于偏差的函数：)]([k e f = 1 B k e ≤|)(|)]([k e f = A k e B A |)(|-+ B A k e B +≤<|)(|)]([k e f = 0 B A k e +>|)(|f 值在[0,1]之间变化，当偏差|)(|k e 大于所给分离区间A+B 后，f =0，不再对当前值)(k e 进行累加；当偏差|)(|k e 小于B 时，加入当前值)(k e ，即积分项变为T i e ki ki ∑=0)(，与一般的PID 积分项相同；积分动作达到最大；当偏差|)(|k e 在B 和B+A 之间，则累加计入的是部分当前值，其值在0~|)(|k e 之间随|)(|k e 的大小变化而变化，因此其积分速度在T i e ki k i ∑-=10)(和T i e ki ki ∑=0)(之间。
pid控制算法课程设计
pid控制算法课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握PID控制算法的基本原理和应用方法。
知识目标包括：了解PID控制算法的组成部分，理解比例、积分、微分三个参数的作用和调整方法；技能目标包括：能够运用PID控制算法解决实际问题，如控制系统的设计和优化；情感态度价值观目标包括：培养学生的创新意识和团队合作精神，提高他们对自动控制领域的兴趣和热情。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括PID控制算法的基本原理、参数调整方法和应用案例。
首先，介绍PID控制算法的组成部分，包括比例、积分、微分三个部分的作用和相互关系；其次，讲解PID控制算法的参数调整方法，包括如何根据系统的动态特性和工作条件来选择合适的参数；最后，通过实际案例分析，使学生掌握PID控制算法在控制系统中的应用方法和技巧。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，采用讲授法，系统地讲解PID控制算法的基本原理和参数调整方法；其次，采用案例分析法，引导学生通过分析实际案例，掌握PID控制算法在控制系统中的应用；此外，还将学生进行小组讨论和实验操作，以培养他们的实践能力和团队合作精神。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：教材《自动控制原理》，用于系统地讲解PID控制算法的基本原理和参数调整方法；参考书《PID控制算法与应用》，用于提供更多的案例分析和实践经验；多媒体资料，包括教学PPT和视频教程，用于辅助讲解和演示；实验设备，如控制器、传感器和执行器等，用于进行PID控制算法的实验操作。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：平时表现评估，通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等表现来评价他们的学习态度和理解能力；作业评估，通过学生提交的作业来检查他们对PID控制算法的理解和应用能力；考试评估，通过期末考试来检验学生对PID控制算法的掌握程度。
pid控制系统课程设计
pid控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PID控制系统的基本概念、原理及数学模型；2. 学生能掌握PID控制系统中比例（P）、积分（I）、微分（D）三个参数对系统性能的影响；3. 学生能运用控制理论知识分析PID控制系统在不同工况下的性能表现。
技能目标：1. 学生能运用PID控制算法设计简单的控制系统，并进行参数调试；2. 学生能运用相关软件（如MATLAB/Simulink）对PID控制系统进行建模与仿真；3. 学生能通过小组合作，解决实际工程问题，提高团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能认识到PID控制在工程领域的重要性和广泛应用，培养对自动化技术的兴趣和热情；2. 学生在探究PID控制系统过程中，培养严谨的科学态度和良好的工程素养；3. 学生通过小组合作，培养团队精神，学会尊重和倾听他人意见，提高沟通能力。
课程性质：本课程为自动化专业高年级选修课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
学生特点：学生已具备一定的控制理论基础，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：结合实际工程案例，采用理论教学与实践操作相结合的方式，引导学生掌握PID控制系统的设计与调试方法。
通过课程学习，使学生能够达到课程目标，为今后从事自动化领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. PID控制系统基本原理：介绍PID控制系统的起源、发展及其在工业控制中的应用；讲解比例（P）、积分（I）、微分（D）三个环节的作用及相互关系。
2. PID控制算法：讲解PID控制算法的数学表达式，分析不同形式PID算法的特点及适用场合。
3. PID控制系统建模与仿真：结合教材内容，运用MATLAB/Simulink软件进行PID控制系统的建模与仿真，让学生直观地了解系统性能与参数之间的关系。
4. PID参数调试方法：讲解PID参数对系统性能的影响，介绍常见的参数调试方法，如经验法、临界比例度法、衰减曲线法等。
PID自动控制原理课程设计
PID自动控制原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PID控制的基本原理，掌握其数学模型和参数含义；2. 学习PID控制在不同控制系统中的应用和调整方法；3. 了解PID控制器的优缺点及在工程实践中的局限性。
技能目标：1. 能够运用PID控制原理分析并设计简单的自动控制系统；2. 掌握PID参数的整定方法，能够根据系统特点调整参数以改善控制效果；3. 能够运用仿真软件对PID控制系统进行建模和仿真，验证控制策略的有效性。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生团队协作和问题解决能力，使其认识到团队合作的重要性；3. 引导学生关注工程实践中的伦理问题，培养其社会责任感和环保意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标注重理论与实践相结合，旨在帮助学生掌握PID自动控制原理及其在实际应用中的调整方法。
通过本课程学习，学生将能够运用所学知识解决实际问题，培养其创新意识和团队协作能力，为未来从事自动化领域工作奠定基础。
二、教学内容1. 引入PID控制基本概念，讲解比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的原理及其数学表达式；2. 分析PID控制器的类型，包括位置式PID和增量式PID，探讨其适用场景；3. 介绍PID参数整定方法，如经验法、临界比例度法、Ziegler-Nichols方法等；4. 通过实例分析，讲解PID控制在温度、流量、位置等控制系统中的应用；5. 引导学生运用仿真软件（如MATLAB/Simulink）搭建PID控制系统模型，进行仿真实验；6. 分析PID控制器的优缺点，探讨其在工程实践中的应用局限性及改进方法；7. 结合实际工程案例，讲解PID控制在工业生产中的重要作用。
教学内容依据课程目标进行组织，确保学生能够循序渐进地掌握PID控制原理及相关技能。
教学大纲安排如下：第1周：PID控制基本概念及数学模型；第2周：PID控制器类型及参数整定方法；第3周：PID控制在不同控制系统中的应用实例；第4周：PID控制系统仿真实验；第5周：PID控制器的优缺点及改进方法；第6周：工程案例分析及讨论。
pid控制实验课程设计
pid控制实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PID控制的基本原理，掌握其数学模型和组成部分；2. 使学生掌握PID控制参数的调整方法，了解不同参数对系统性能的影响；3. 引导学生运用PID控制理论知识解决实际工程问题。
技能目标：1. 培养学生运用仿真软件进行PID控制系统设计和仿真能力；2. 培养学生进行实验操作和数据分析的能力；3. 提高学生团队协作和沟通能力，能就PID控制问题进行有效讨论。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和事实；3. 引导学生关注工程实际问题，培养实际应用能力和解决问题的责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够解释PID控制的原理，并绘制出对应的数学模型；2. 学生能够运用仿真软件设计PID控制系统，完成相应的参数调整；3. 学生能够根据实验数据，分析PID控制参数对系统性能的影响；4. 学生能够以小组形式进行实验报告撰写和展示，展示团队协作和沟通能力；5. 学生能够关注实际工程问题，提出PID控制解决方案，体现创新意识和责任感。
二、教学内容本课程教学内容依据课程目标，紧密结合教材，确保科学性和系统性。
主要包含以下部分：1. PID控制原理及其数学模型- 教材章节：第三章“闭环控制系统的数学模型”- 内容：比例（P）、积分（I）、微分（D）控制原理，PID控制器的数学表达式，系统稳定性分析。
2. PID参数调整方法- 教材章节：第四章“PID控制器的设计与参数调整”- 内容：经验法、临界比例度法、Ziegler-Nichols方法等参数调整方法，以及参数对系统性能的影响。
3. PID控制仿真与实验- 教材章节：第五章“闭环控制系统的仿真与实验”- 内容：运用仿真软件（如MATLAB/Simulink）进行PID控制系统设计与仿真，实验操作步骤，数据采集与分析。
PID恒温控制课程设计
PID恒温控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PID恒温控制的基本原理，掌握其组成部分及相互关系。
2. 学生能够描述PID控制参数对系统温度控制性能的影响。
3. 学生能够解释在实际应用中，如何调整PID参数以达到理想温度控制效果。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的PID恒温控制系统。
2. 学生能够使用相关软件或工具进行PID参数的调整和优化。
3. 学生能够通过实际操作，分析并解决PID恒温控制过程中的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化技术和工程应用的兴趣，激发创新意识。
2. 学生形成团队协作意识，提高沟通与表达能力。
3. 学生认识到PID恒温控制在现实生活中的重要性，增强社会责任感。
本课程旨在帮助学生掌握PID恒温控制的基本知识和技能，培养实际操作能力。
针对高年级学生的认知特点，课程注重理论与实践相结合，提高学生的动手实践能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够更好地应对实际工程问题，并为未来的学习和职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. PID恒温控制原理- 理解比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的基本概念。
- 掌握PID控制器的数学模型和调节原理。
2. PID控制器的组成与功能- 分析PID控制器的结构，理解各部分的作用。
- 学习PID控制器的参数设置与调整方法。
3. PID恒温控制系统的设计与实现- 学习PID控制系统的设计步骤，包括系统建模、控制器设计等。
- 了解常见PID控制算法在温度控制中的应用。
4. PID参数整定方法- 学习Ziegler-Nichols等常见参数整定方法。
- 掌握利用实验数据对PID参数进行优化调整的技巧。
5. 实际应用案例分析- 分析典型PID恒温控制系统案例，了解工程实际中的应用。
- 学习在实际操作过程中如何解决系统性能问题。
教学内容根据课程目标进行系统组织，确保学生能够循序渐进地掌握PID恒温控制的相关知识。
(完整word版)梯形积分PID控制课程设计
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：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：第一部分《计算机控制技术》课程设计任务书、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》是一门理论性、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调试工作打下基础。
三、课程设计内容 设计以89C51单片机和ADC 、DAC 等电路、由运放电路实现的被控对象构成的计算机单闭环反馈控制 系统。
1.硬件电路设计：89C51最小系统加上模入电路 （用ADC0809等）和模出电路 由运放实现的被控对象。
（用 TLC7528和运放等）；2.控制算法：梯形积分型的 PID 控制。
3.软件设计：主程序、中断程序、 A/D 转换程序、滤波程序、 PID 控制程序、 D/A 输出程序等。
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.模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。
43.每个同学选择不同的被控对象： ［我选择的控制对象是 G （s ）=s （0 2s+1）］ 4s （0.8s 1） 5G(s) s(0.2s 1)' G(s)G(s) 5G(s) (0.8s 1)(0.3s 1)' G(s)5G(s) (s 1)(0.8s 1)，G(s) 8G(s)(0.8s 1)(0.2s 1) 10(s 1)(0.4s 1) 8s(0.4s 1)(0.5s 1)4.PID参数整定，根据情况可用扩充临界比例度法，扩充响应曲线法等。
pid温度控制系统课程设计
pid温度控制系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PID温度控制系统的基本原理、组成及应用，培养学生运用PID控制理论分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解PID控制器的原理、结构和参数调整方法；–掌握PID控制系统的稳定性、快速性和精确性评价指标；–熟悉PID控制器在不同工业过程中的应用。
2.技能目标：–能够运用PID控制理论分析和解决实际控制系统问题；–能够运用编程软件（如C、Python等）实现PID控制器；–具备对PID控制系统进行调试和优化能力。
3.情感态度价值观目标：–培养学生动手实践能力和团队合作精神；–培养学生对自动控制领域的兴趣，提高其学术素养；–使学生认识到PID控制系统在现代工业中的重要地位，增强其责任感。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下三个方面：1.PID控制器原理：介绍PID控制器的基本概念、结构和工作原理，使学生了解PID控制器在控制系统中的作用。
2.PID控制系统分析：讲解PID控制系统的稳定性、快速性和精确性评价指标，培养学生运用这些指标分析和评价PID控制系统的性能。
3.PID控制器应用：介绍PID控制器在不同工业过程中的应用，如温度控制、流量控制、液位控制等，使学生学会运用PID控制理论解决实际问题。
三、教学方法为实现课程目标，本课程采用以下教学方法：1.讲授法：讲解PID控制器原理、分析和应用，使学生掌握基本概念和理论知识。
2.案例分析法：分析实际工业过程中的PID控制系统，培养学生运用PID控制理论解决实际问题。
3.实验法：学生进行PID控制系统实验，使学生动手实践，加深对PID控制理论的理解。
4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。
四、教学资源为实现课程目标，本课程需准备以下教学资源：1.教材：选用《自动控制原理》等权威教材，为学生提供系统、科学的理论知识学习。
2.参考书：提供相关领域的经典著作和论文，拓展学生的知识视野。
pid温度控制设计课程设计
pid温度控制设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PID温度控制的基本原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能掌握PID控制器参数的调整方法，并了解其对温度控制效果的影响。
3. 学生了解传感器在温度控制过程中的作用，能正确解读传感器数据。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的PID温度控制系统，并进行模拟实验。
2. 学生具备分析温度控制过程中出现的问题，并提出相应解决方案的能力。
3. 学生能熟练使用相关仪器设备，进行温度控制实验操作。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化技术的兴趣，激发创新意识，提高实践能力。
2. 学生在团队合作中，学会相互沟通、协作，培养团队精神。
3. 学生认识到温度控制在生产生活中的重要性，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识和实际操作，培养学生的动手能力和问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识和数学基础，对实际操作感兴趣，喜欢探索新知识。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生积极参与实验，培养学生的创新思维和实际操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- PID温度控制基本原理：比例（P）、积分（I）、微分（D）控制作用及组合控制策略。
- 温度传感器原理及种类：热电偶、热敏电阻等。
- 控制器参数调整方法：参数对温度控制性能的影响。
- 温度控制系统的数学模型及其建立方法。
2. 实践操作：- 设计并搭建简单的PID温度控制系统，进行模拟实验。
- 调试控制器参数，观察温度控制效果。
- 分析实验过程中出现的问题，并提出解决方案。
3. 教学大纲：- 第一阶段：PID温度控制基本原理学习，了解传感器原理及种类。
- 第二阶段：控制器参数调整方法学习，掌握温度控制系统的数学模型。
- 第三阶段：实践操作，设计并搭建PID温度控制系统，进行实验分析。
教学内容安排与进度：- 理论知识学习：共计4课时。
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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：电气工程及其自动化班级：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》是一门理论性、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调试工作打下基础。
三、课程设计内容设计以89C51单片机和ADC 、DAC 等电路、由运放电路实现的被控对象构成的计算机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（用ADC0809等）和模出电路（用TLC7528和运放等）；由运放实现的被控对象。
2. 控制算法：梯形积分型的PID 控制。
3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、PID 控制程序、D/A 输出程序等。
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. 模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。
3. 每个同学选择不同的被控对象：[我选择的控制对象是G(s)=4s(0.2s+1)]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 ==++++4. PID参数整定，根据情况可用扩充临界比例度法，扩充响应曲线法等。
5. 定时中断时间可在10-50ms中选取，采样周期取定时中断周期的整数倍，可取30-150ms，由实验结果确定。
6. 滤波方法可选择平均值法，中值法等。
有关的设计资料可参考《计算机控制实验指导书》的相关内容。
五、课程设计实验结果1. 控制系统能正确运行。
2. 正确整定PID参数后，系统阶跃响应超调<10%，调节时间尽量短。
六、进度安排七、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1．课程设计的目和设计的任务。
2．课程设计的要求。
3．控制系统总框图及系统工作原理。
4．控制系统的硬件电路连接图（含被控对象），电路的原理。
5．软件设计流程图及其说明。
6．电路设计，软件编程、调试中遇到的问题及分析解决方法。
7．实验结果及其分析。
8．体会。
第二部分课程设计报告目录（宋体2号加粗）1 课题简介（宋体4号加粗）课题的目的，任务，要求（格式：宋体5号，首行缩进2格，单倍行距，下同）1.1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》是一门理论性、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调试工作打下基础。
1.2课程设计任务设计以89C51单片机和ADC、DAC等电路、由运放电路实现的被控对象构成的计算机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（用ADC0809等）和模出电路（用TLC7528和运放等）；由运放实现的被控对象。
2. 控制算法：梯形积分型的PID控制。
3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D转换程序、滤波程序、PID控制程序、D/A输出程序等。
1.3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. 模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。
3. 每个同学选择不同的被控对象：我选择的被控对象是G(s)=4s(0.2s+1)4. PID参数整定，根据情况可用扩充临界比例度法，扩充响应曲线法等。
5. 定时中断时间可在10-50ms中选取，采样周期取定时中断周期的整数倍，可取30-150ms，由实验结果确定。
6. 滤波方法可选择平均值法，中值法等。
有关的设计资料可参考《计算机控制实验指导书》的相关内容。
2 梯形积分型的PID控制方案设计控制系统总体介绍, 框图，闭环工作原理。
2.1控制系统介绍PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元 D 组成。
通过Kp， Ti和Td三个参数的设定。
PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。
PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。
这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。
和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。
可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。
PID是以它的三种纠正算法而命名的。
这三种算法都是用加法调整被控制的数值。
而实际上这些加法运算大部分变成了减法运算因为被加数总是负值。
这三种算法是：比例- 来控制当前，误差值和一个负常数P（表示比例）相乘，然后和预定的值相加。
P只是在控制器的输出和系统的误差成比例的时候成立。
比如说，一个电热器的控制器的比例尺范围是10°C，它的预定值是20°C。
那么它在10°C的时候会输出100%，在15°C的时候会输出50%，在19°C的时候输出10％，注意在误差是0的时候，控制器的输出也是0。
积分 - 来控制过去，误差值是过去一段时间的误差和，然后乘以一个负常数I，然后和预定值相加。
I从过去的平均误差值来找到系统的输出结果和预定值的平均误差。
一个简单的比例系统会振荡，会在预定值的附近来回变化，因为系统无法消除多余的纠正。
通过加上一个负的平均误差比例值，平均的系统误差值就会总是减少。
所以，最终这个PID回路系统会在预定值稳定下来。
微分 - 来控制将来，计算误差的一阶导，并和一个负常数D相乘，最后和预定值相加。
这个导数的控制会对系统的改变作出反应。
导数的结果越大，那么控制系统就对输出结果作出更快速的反应。
这个D参数也是PID被称为可预测的控制器的原因。
D参数对减少控制器短期的改变很有帮助。
一些实际中的速度缓慢的系统可以不需要D参数。
用更专业的话来讲，一个PID控制器可以被称作一个在频域系统的滤波器。
这一点在计算它是否会最终达到稳定结果时很有用。
如果数值挑选不当，控制系统的输入值会反复振荡，这导致系统可能永远无法达到预设值。
该闭环控制系统的被控对象为二阶控制对象。
G(s)=4s(0.2s+1)首先利用模数转换单元对两路信号（给定和输出）进行采样，经A/D转换后输入到单片机中，由单片机计算偏差，在进行PID计算，然后输出给D/A转换器，转换成为模拟量后，最后对控制对象进行控制。
2.2下图是一个典型的PID闭环控制系统方框图，被控对象传递函数G(s)=4s(0.2s+1)下图为系统结构框图，系统给定信号为阶跃信号。
通过零阶保持器对输出进行采样。
2.3 闭环工作原理闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。
闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。
闭环控制系统的例子很多。
比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。
如果没有眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系统。
另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净之后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。
闭环控制是指控制的过程中有反馈回路，是一种控制结构，与之相反的是开环控制。
PID控制是典型的自动控制方法，它需要有偏差量的输入，偏差量的取得需要有反馈回路，所以PID控制需要闭环结构，亦所以可以说PID控制是闭环控制。
除了PID控制之外，还有其他控制方法，但是PID控制简单、实用、调节方便，应用很广泛。
PID控制器又是一个概念，它只是控制系统里的一个控制单元。
所以PID控制与闭环控制是不能划等号的，不是一个意思。
对于PID闭环控制来说，首先是要明白什么是被控对象，那些是与它有关的执行机构和扰动；既然是闭环那必须要有反馈来构成回路。
就是按这个思路把那些对应的传递函数填入即可。
如果单回路PID控制的效果不是很理想，也可以考虑其他方式，如串级。
即内回路和外回路。
内回路即快速克服扰动，外回路细调差值。
该闭环控制系统的被控对象为二阶控制对象。
G(s)=4s(0.2s+1)首先利用模数转换单元对两路信号（给定和输出）进行采样，经A/D转换后输入到单片机中，由单片机计算偏差，在进行PID计算，然后输出给D/A转换器，转换成为模拟量后，最后对控制对象进行控制。
3梯形积分型的PID控制硬件电路设计重点介绍A/D采样电路，双极性电压输入的实现原理；D/A输出双极性的实现原理；给定被控对象的电路实现。
3.1 A/D采样电路，双极性电压输入的实现原理模数单元采用ADC0809芯片，主要包括多路模拟开关和A/D转换器两部分。
通过三端地址码A、B、C多路开关可选通8路模拟输入的任何一路进行A/D变换。