《计算机控制系统》课程设计指导书
计算机控制课程设计温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现学生姓名：学院：电力学院系别：自动化专业：自动化班级：指导教师：二〇一年一月十四日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：计算机控制系统课程设计学院：电力学院班级：自动化07-3班学生姓名：石鑫学号：指导教师：刘磊李志明摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述..........................................................................................................................................1.1 题目背景及应用意义...........................................................................................................1.2 本文内容及工作安排 (1)第二章系统组成及被控对象分析（被控对象数学建模） (3)2.1 系统组成 (3)2.1 被控对象分析（被控对象数学建模） (5)第三章控制策略设计及仿真研究 (11)3.1 控制策略设计 (11)3.2 仿真研究 (15)第四章控制策略实现 (18)4.1 组态环境下控制策略编程实现 (18)4.2 力控软件 (18)4.3 运行结果分析 (20)第五章总结 (22)参考文献 (23)第一章概述1．1 题目背景及应用意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；目前，计算机应用已渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。
“计算机控制系统”课程设计模拟实验系统的研制
出 在 采 样 时 刻 的 离 散 值 ， 用零 阶 保持 的 方 法 把 各 再
个离 散 值 连接 起 来 ， 从而 得 到连 续 输 出 ， 显 然 是 一 这
种 精 度 较 低 的仿 真 方 法 口． 本 模 拟 实验 系统 中 所采 ］
用 的仿 真方 法 ， 一 种 基 于 采 样 点之 间 响 应 的 数 字 是 仿 真 方 法 ， 能 够精 确 地 反 映 系统 的连 续 时 间特性 。 它 并 易于 用 ＭＡＴＩ ＡＢ交 互语 言 来 实现 ． 以 一 个工 业 窑炉 料道 恒 温计 算 机 控 制 系统 为 例 来 讨 论 相 应 的计 箅 机模 拟 实验 子 系统 建 立过 程 ． 该 工 业 窑炉 料道 恒 温计 贷： 控制 系统 的 结 构如 图 １所 机 示 ． 在计 ： 控制 系统 中 ，普通 ｚ 变换 是 用来 研 究 机
备 的 投 资．
２ 模 拟 实 验 系 统 的 建 立
计 算 机 控 制 系统 由于 具 有 适 应性 强 、 实 现 各 能 种 复杂 控 制 （ 最 优控 制 、 如 自适 应 控制 等 ） 优点 ， 的 为 人 们所 广 泛 应 用． 传 统 的 仿真 方 法 是将 连 续 对 象 用 常 规 ｚ 变 换 离 散 化 ， 出其 差 分 方 程 ， 而 求 出输 求 进
维普资讯
第 ２ 卷 第 ２期 ０
２ ８ ２０ ０ ２年 ６月
北京工 商大学学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｅ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｕ ｉ ｓ Ｕ ｉ ｒｉ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ） ｏ ｒａ ｏ ｉｎ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙａ ｄＢ ｓ ｅｓ ｎＶ ｓ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ ｉｏ Ｂ ｊｇ ｏ ｎ ｅ ｔ ｅ Ｅ ｔｎ
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设计--具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计
《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：目录一、设计任务 (1)1.1 题目 (1)1.2内容与要求 (1)二、设计思想与方案 (2)2.1控制策略的选择 (2)2.2 硬件设计思路与方案 (2)2.3 软件设计思路与方案 (3)三、硬件电路设计 (3)3.1温度传感器输出端与ADC的连接 (3)3.2 ADC与单片机8051的连接 (4)3.3 单片机8051与DAC的连接 (4)3.4 整机电路 (5)四、系统框图 (7)五、程序流程图 (8)5.1 主程序流程图 (8)5.2 子程序流程图 (9)六、数字调节器的求解 (11)6.1 基本参数的计算 (11)七、系统的仿真与分析 (13)7.1 θ=0时系统的仿真与分析 (13)7.2 θ=0时系统的可靠性与抗干扰性分析 (14)7.2 θ=0.4461时系统的仿真与分析 (16)7.3 θ=0.4461时系统的可靠性与抗干扰性分析 (17)八、设计总结与心得体会 (20)参考资料 (21)一、 设计任务一、题目设计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。
《计算机控制系统》课程简介
《计算机控制系统》课程简介
二、课程内容与教学目标
本课程是热能动力工程专业（四年制本科）的专业必修课，是一门综合性较强的课程，涉及工程数学、电子技术基础、自动控制原理、微机原理及系统、操作系统、数据结构、数据库技术、计算机网络及通信技术、热工自动控制系统、生产过程设备及系统等方面的知识，通过本课程的学习使学生掌握计算机控制的基本概念和常规计算机控制技术，了解分散控制系统的总体结构和组成系统的硬件与软件，对典型分散控制系统的结构、特点和功能及在火电厂热工自动控制中的应用等有一个较为全面的认识，为学生将来使用和操作计算机控制系统控制生产过程奠定必要的理论基础。
三、对教学方式、实践环节、学生自主学习的基本要求
本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学，学生应能独立完成教学大纲规定的课程设计（一周），学生可以在课下通过《计算机控制系统》课件进行复习或预习。
四、考核方式与学习效果评价的结构比例
本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。
学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩两部分构成，平时成绩包括、作业、课堂测验、出勤、学习主动性等。
五、对先修课的要求、课程班规模要求、实践类课程方案
本课程的先修课程为高等数学、工程数学、电子技术基础、微机原理、自动控制原理、
电厂热力设备与系统、热工自动控制系统，可合班授课，实践环节为课程设计。
计算机控制课程设计
计算机控制技术课程设计指导书内容：1.计算机炉温控制系统设计2.倒立摆控制系统设计3.网络控制系统设计计算机炉温控制系统设计一．课设目的1.了解温度控制系统的特点、组成和接口电路2.掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路3.掌握C 语言设计控制程序的方法4.应用各种控制算法，实现温箱的闭环控制二．课设内容1.系统整体设计和组成2.最佳控制PID 系统参数测定3.温控系统控制算法设计和比较4.绘图：绘出设计调试的结果5.数据处理和分析三．温控系统简介1.系统的基本工作原理系统结构图如图1.1所示，图中)1/(1)(,/)1()(),/1()(+=-=++=-Ts s G s e s G s K s K K s G p Ts h d i p c 。
图1.1 系统结构图 整个炉温控制系统由两大部分组成。
一部分由计算机和A/D&D/A 卡组成。
主要完成温度采集，PID 运算，产生可控硅的触发脉冲。
另外一部分由传感器信号放大，同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等组成。
炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压可在0～140V 内变化。
可控硅的导通角为0～5bH 。
温度传感器是通过一只热敏电阻及其放大电路组成，温度越高其输出电压越小。
外部LED 灯的亮灭表示可控硅的导通与关断的占空比时间，如果炉温低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。
温度控制电路原理图如图1.2所示。
图1.2 温度控制电路原理图2.PID 递推算法如果PID 调节器输入信号为)(t e ，输送信号)(t u ，则离散的递推算法如下：))1()(()2()()(--++=k e k e k k e k k e k k u d i p ,其中)2(k e 是误差累积和。
四．设计步骤1.硬件连接将A/D&D/A 卡插入计算机扩展槽，把A/D&D/A 卡和温控卡控制盒用20芯的扁平信号线连接，然后把温度传感器放入炉内，检查元件无误后接通温控箱220V 电源。
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《计算机控制技术》课程设计任务书第一章绪论石油安全控制设计是油田原油集输生产中最重要的生产工艺过程，它是集油水分离、污水处理、原油及天然气集输等多个工艺系统为一体的综合性生产过程，主要包括输油脱水、污水浅处理、污水深处理、注水、锅炉和配电等生产岗位或工艺环节。
目前，各大油田联合站生产工艺过程的控制主要有人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机监测控制等三种方法。
计算机监测控制是从上世纪七十年代迅速发展起来的一种功能强大的现代工业过程控制方法。
它采用计算机技术与自动化仪表相结合，对工业生产过程中的各种工艺参数进行处理、运算、显示和控制。
相对于常规仪表控制，它可以提供更为复杂的控制算法，通过对各种相关参数进行综合分析，实现协调管理和优化控制。
在油田联合站生产过程中，如何合理选择、设计安全可靠和便于维护的计算机监控系统，保证联合站生产的平稳运行和优化控制，实现节能降耗和安全生产，提高生产管理水平，是目前自动化技术在油田生产应用中面临的重要课题。
1.1计算机监控系统的介绍目前的计算机监控技术是一门综合性技术。
它是计算机技术、通信技术、网络技术和自动化技术的综合应用。
所谓计算机监控系统，就是采用计算机取代常规的显示和调节仪表作为工业数据采集和控制过程的处理核心，利用传感器或变送器将被监控对象中的物理参量（如温度、压力、流量、液位等）转换为电信号，再将这些电信号经输入装置转换为计算机可识别的数字量，并且在显示装置中以数字、曲线或图形的方式显示出来，从而使操作人员能够直观、迅速地了解被监控对象的变化过程。
同时计算机还可以将采集的数据存储起来，随时进行分析、统计和显示并生成各种报表。
如果需要对被监控的对象进行控制，则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺要求的设定值进行判断，然后根据一定的控制算法在输出装置中输出相应的电信号，并推动执行装置动作从而完成相应的控制任务。
图1-1就是一个典型的计算机测控系统组成原理图。
电气专业“计算机控制系统”课程设计
（） ２ 电源输 出电压 ｕ的稳定控制算 法设计 ， 即
电压调 节器 Ｕ Ｃ的设 计 ；
２ 课 程 设 计 方 案
根 据上 述 镀 锡 带 钢 电阻 加 热 软 熔 工 艺 原 理 和
（） ３ 控制系统硬件电路的设计与调试 ； （） ４ 控制系统软件设计与编程 ； （） ５ 实验平台的搭建 、 实验调试 ；
电源电压给定值 ｕ 的确定 ， 由远方控制器根据电阻 软熔工艺要求计算 获得 ； 另外一部分是 电源 电压 “
的稳 定控 制 ， 由本 地控 制器 完成 。
交流电流 ， 利用带钢本 身 的电阻产 生热量 ， 对锡层 进 行加 热 。在 实 际生 产 过 程 中 ， 满 足 工 艺 要 求 ， 为
辊 在带 钢 两端施 加 交 流 电压 ， 而 在 带钢 内部 形 成 从
由上述 分析 可 知 ， 电辊 两 端 电压 控 制 是 软 熔 导 系统 的关 键 ， 如控 制 不 当容 易 引起 欠 软熔 、 烧 ， 过 甚 至烧 断 断 带 。这 里 ， 电压 控 制 分 为 两 个 部 分 ： 是 一
由于 电 网电压 ｕ 的波 动 ， 过 三相 不 控 整 流器 通 提 供 的直 流 电压 也会 随之 波动 ， 出交 流 电压 １ 输 １ ， 亦 会处 于波 动状 态 ， 最终 引起 钢 带 温 度 的变 化 。而 当系统 检 测 出 温 度 变 化 时 ， 际 上 已 经 产 生 了 延 实 时， 必然 会影 响镀 锡 钢板软 熔 的质量 。
计算机控制系统及技术课程设计方案
计算机控制系统及技术课程设计方案12020年4月19日课程设计报告( -- 年度第 2 学期>名称：计算机控制系统题目：嵌入式处理器技术及其应用发展院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：年月日2 2020年4月19日《计算机控制系统》课程设计任务书一、目的与要求1．经过本课程设计教案环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握；2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力；3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用方案的要求，进行方案的总体设计和分析评估；5.报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。
二、主要内容1、数字控制算法分析设计；2、现代控制理论算法分析设计3、模糊控制理论算法分析设计4、过程数字控制系统方案分析设计；5、微机硬件应用接口电路设计；32020年4月19日6、微机应用装置硬件电路、软件方案设计；7、数字控制系统I/O通道方案设计与实现；8、PLC应用控制方案分析与设计；9、数据通信接口电路硬软件方案设计与性能分析；10、现场总线控制技术应用方案设计；11、数控系统中模拟量过程参数的检测与数字处理方法；12、基于嵌入式处理器技术的应用方案设计13、计算机控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施分析设计14、计算机控制系统差错控制技术分析设计15、计算机控制系统容错技术分析设计16、工程过程建模方法分析三、进度计划序号设计内容完成时间备注1 选择课程设计题目，查阅相关文献资料2 文献资料的学习根据所选题目进行方案设计3 与指导老师讨论设计内容修改设计方案4 撰写课程设计报告5 课程设计答辩四、设计成果要求1．针对所选题目的国内外应用发展概述；2．课程设计正文内容，包括设计方案、硬件电路和软件流程，以及综述、分析等；3．课程设计总结或结论以及参考文献；42020年4月19日4．要求设计报告规范完整。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握计算机控制系统的基本原理、方法和应用，培养学生运用计算机技术分析和解决控制问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解计算机控制系统的基本概念、分类和特点；（2）掌握控制系统的数学模型建立和仿真方法；（3）熟悉常见控制器的设计方法和性能分析；（4）掌握计算机控制系统的实现技术和应用领域。
2.技能目标：（1）能够运用数学模型分析和解决计算机控制系统问题；（2）具备使用控制系统仿真软件进行仿真分析的能力；（3）能够根据实际需求设计合适的控制器，并分析其性能；（4）具备计算机控制系统设计和调试的基本技能。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对计算机控制系统的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、创新的精神，提高自主学习能力；（3）培养学生团队协作意识和沟通能力；（4）培养学生关注社会热点，将所学知识应用于实际问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机控制系统概述：计算机控制系统的定义、分类、特点和应用领域；2.控制系统的数学模型：控制系统数学模型的建立、仿真和分析；3.控制器设计方法：PID控制、模糊控制、神经网络控制等控制器设计方法；4.计算机控制系统实现技术：硬件选型、软件设计、系统调试等；5.计算机控制系统应用案例：工业生产、航空航天、生物医学等领域的应用实例。
三、教学方法为实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地传授理论知识，引导学生掌握基本概念和原理；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解计算机控制系统的应用和设计方法；3.实验法：学生进行实验，提高学生的动手能力和实际问题解决能力；4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作和沟通能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果；4.实验设备：配置合适的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
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。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计是计算机专业学生在学习过程中必不可少的一门重要
课程，通过这门课程的学习，学生能够掌握计算机控制系统的设计、实现和调试等能力。
在这门课程中，学生需要完成一个课程设计项目，来展示他们对于课程知识的掌握程度和实际应用能力。
首先，进行计算机控制系统课程设计时，需要明确设计的目的和要求，确定设
计的范围和内容。
在确定设计的范围和内容时，需要结合课程学习的知识和实际需求，确保设计的项目既符合课程要求，又具有一定的实用性和可行性。
其次，设计计算机控制系统时，需要考虑系统的整体架构和功能模块的设计，
合理划分系统的功能，确定各个模块之间的关系和通信方式。
在设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性、可靠性和扩展性，确保系统能够正常运行和满足实际需求。
另外，设计计算机控制系统时，需要选择合适的硬件和软件平台，根据系统的
需求和性能要求选择合适的处理器、传感器、执行器等硬件设备，同时选择合适的编程语言和开发工具，设计和实现系统的控制算法和界面。
在完成设计后，需要进行系统的调试和测试，验证系统的功能和性能是否符合
设计要求，发现并解决系统中的问题和bug，确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说，计算机控制系统课程设计是一项综合性的实践项目，需要学生充分
运用课程学习的知识和技能，设计和实现一个完整的控制系统，从而提升学生的实际应用能力和解决问题的能力，为日后的工作和学习打下良好的基础。
希望学生能够认真对待这门课程设计，努力完成设计项目，不断提升自己的能力和水平。
史密斯预估控制系统设计
史密斯预估控制系统设计扬州⼤学⽔利与能源动⼒⼯程学院课程设计报告题⽬：史密斯预估控制系统设计课程：计算机控制技术课程设计专业：电⽓⼯程及其⾃动化班级：电⽓1101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、课题名称史密斯预估控制系统设计⼆、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：PID 控制加史密斯预估控制。
3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、PID 控制加史密斯预估控制程序、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：5100.5 1.5(),()(1)(0.81)(1)(0.41)s sG s e G s e s s s s --==++++8810.5(),()(0.81)(0.41)(0.41)(0.51)s sG s e G s e s s s s --==++++581.52(),()(1)(0.21)(0.81)(0.21)s s G s e G s e s s s s --==++++5512(),()(0.81)(0.31)(0.81)(0.21)s s G s e G s e s s s s --==++++eτ-⽤软件通过数组单元移位实现。
计算机控制技术教案
计算机控制系统教案任课教师：职业技术学校教案（理论教学用）第1次课 2学时职业技术学校教案（理论教学用）第2次课 4学时HART协议智能式变送器采用双向全数字量传输信号，即现场总线通讯方式；目前广泛采用一种过渡方式，即在一条通讯电缆中同时传输4~20mA电流信号和数字信号，这种方式称为HART协议通讯方式。
智能式变送器的电源也由通信电缆传输。
2.1.2压力检测及变送液注式压力检测：依据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度来实现测量的。
U型管压力计、单管压力计、补偿微压计等。
结构简单、使用方便，但其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响。
一般用于测量较低压力、真空度或压力差。
弹性式压力检测：根据弹性元件受力变形原理，将被测压力转换成位移来实现压力测量。
主要有弹簧管、膜片和波纹管等负荷式压力检测：利用静压平衡原理进行压力测量。
典型仪表：活塞式、浮球式和钟罩式。
普遍用作标准仪器对压力仪表进行标定。
电气式压力检测：利用敏感元件将被测压力转换成各种电量，如电阻、电感、电容、电位差等。
具有较好的动态响应，特性量程范围大，线形好，便于进行压力的自动控制。
其它压力检测方法：弹振式压力计、压磁式压力计。
差动平板式电容传感器结构图基于热电效应的热电偶温度检测仪表。
非接触测量基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系而设计的。
优点:测温范围广，测温过程中不破坏被测对象的温度场分布；能测量运动物体；测温响应速度快。
缺点：所测温度受物体发射率、中间介质和测温距离的影响。
主要仪表：辐射温度计、光学高温计、光电高温计、比色温度计等。
其他测量技术：光纤测温技术、集成温度传感器测温技术等工业上常用的(已标准化)热电偶有：铂铑30-铂铑6热电偶(分度号为B)、铂铑10-铂热电偶(分度号为S)、镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶(分度号为K)等。
引言：先看一个实验——热电偶工作原理演示热电偶测温原理热电偶温度计利用不同导体或半导体的热电效应来测温的 热电偶：两种不同的金属A 和B 构成闭合回路 当两个接触端T ﹥ T0时，回路中会产生热电势热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计计算机控制系统课程设计是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，其主要目的是培养学生的计算机控制系统设计能力。
本文将从计算机控制系统的概念、课程设计的目的、设计流程、设计要点等方面进行阐述，帮助读者更好地理解和掌握这门课程。
一、计算机控制系统概念计算机控制系统是指采用计算机技术实现对物理系统、生产过程等进行控制的系统。
它是现代工业自动化的重要组成部分，能够提高生产效率、质量和安全性。
计算机控制系统包括硬件和软件两个方面，硬件部分包括传感器、执行器、控制器等，软件部分包括控制算法、编程语言等。
二、课程设计目的计算机控制系统课程设计的主要目的是培养学生的计算机控制系统设计能力。
通过课程设计，学生能够掌握计算机控制系统的基本原理和设计方法，熟练掌握计算机控制系统的软硬件环境，能够设计出符合实际应用的计算机控制系统。
三、设计流程计算机控制系统课程设计的设计流程一般包括以下几个步骤：1.需求分析：明确设计的目标和需求，确定系统的功能和性能指标。
2.系统设计：根据需求分析结果，确定系统的结构和组成部分，设计控制算法和控制策略，选择硬件和软件平台。
3.软件设计：编写程序代码，实现控制算法和控制策略，进行软件测试和调试。
4.硬件设计：选择传感器、执行器等硬件设备，进行电路设计和制作，进行硬件测试和调试。
5.系统集成：将软件和硬件部分进行集成，进行系统测试和调试。
6.系统应用：将设计的计算机控制系统应用于实际场景，进行实际测试和应用。
四、设计要点1.需求分析要充分：在需求分析阶段，要充分考虑实际应用场景的需求，确定系统的功能和性能指标，尽量避免遗漏或不准确的需求。
2.系统设计要合理：在系统设计阶段，要合理选择硬件和软件平台，设计控制算法和控制策略，确保系统的可靠性和稳定性。
3.软件设计要规范：在软件设计阶段，要编写规范的程序代码，注意程序的可读性和可维护性，进行软件测试和调试，确保软件的正确性和稳定性。
计算机控制系统最小拍控制课程设计
计算机控制系统最小拍控制课程设计
计算机控制系统最小拍控制课程设计可以包括以下内容：
1. 课程介绍和基础知识讲解：介绍计算机控制系统最小拍控制的概念、基本原理和应用领域，讲解相关的基础知识，如性能指标、拍控制算法等。
2. 拍控制算法设计：讲解常用的拍控制算法，如PID算法、经典滑模控制算法等，介绍其原理和应用，以及控制参数的选取方法。
3. 拍控制系统建模与仿真：介绍拍控制系统的建模方法，如状态空间法、传递函数法等，讲解系统的稳定性分析和性能评估方法。
通过仿真软件或实验平台进行系统仿真，验证控制算法的有效性。
4. 实时拍控制系统设计：介绍实时拍控制系统的硬件平台选择与设计，如微处理器、嵌入式系统等，讲解实时操作系统的基本原理和应用。
通过案例分析或小组项目，设计并实现一个实时拍控制系统。
5. 系统性能优化：介绍拍控制系统的性能优化方法，如模型预测控制、自适应控制等，讲解参数整定和鲁棒性设计方法。
通过案例分析或小组项目，使用优化方法对实时拍控制系统进行改进和优化。
6. 实验和实践训练：组织实际的实验和项目，让学生通过实践
理解和掌握拍控制技术的应用和实施过程。
可以通过实验箱、传感器、执行器等硬件设备，进行实际的系统控制和调试。
7. 课程评估和考核：通过作业、实验报告、小组项目等方式进行课程评估和考核，评估学生对拍控制理论和应用的理解和掌握程度。
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计算机控制系统课程设计与综合实验指导书
于海生编写
青岛大学自动化工程学院
2005 .1
目录
一、设计目的
二、设计内容
1．硬件设计要求
2．软件设计要求
3．系统调试
三、实验所需器材
四、设计步骤
五、课程设计报告要求
六、课程设计与综合实验的成绩考核七．附件一：IPC5432模板使用说明书附件二：参考程序
一．设计目的
通过《计算机控制系统》课程设计，使学生掌握计算机控制系统的设计和实现方法，具体包括以下几个方面：
1. 学会计算机控制系统的硬件组成、接口及过程通道的设计方法；
2. 学会计算机控制系统的程序编制与调试方法；
3. 掌握数字控制器的设计、实现和参数整定方法；
4. 掌握从事计算机控制系统实验研究和调试的基本技能。
二．设计内容
某计算机控制系统，要求监测32点温度（0℃~+100℃）并控制其中的2点温度，水温恒定值：60°C±5°C。
采用PC总线工业控制机（或PC机）作为控制系统的主机。
实验对象为电水壶或电阻炉，并用可控硅调功器控制电阻炉的温度。
1．硬件设计要求
1.1 要求选用一块PC总线32路12位A/D + 2路12位D/A板，并满足以下设计指标：
（1）模拟量输入通道
·单端对地输入：32路，通道号为00H~1FH；
·A/D分辨率为12位；
·输入电压信号，量程为0 ～ 5VDC；
·输出码制为：单极性二进制码。
（2）模拟量输出通道
·D/A分辨率：12位；
·通道数：2路；
·采用电流输出形式，输出电流范围：4 ～ 20 mA.DC。
1.2 选择主电路器件并设计主电路；
1.3 温度传感器的选择与安装。
⒉软件设计要求（采用C语言设计）
（1）设计32路信号数据采集程序；
（2）数字滤波程序；
（3）标度变换程序；
（4）控制计算程序（采用带有积分分离的PID控制规律）；
（5）控制输出程序（限幅输出）；
（6）要求有参数（给定值、采样周期、PID参数）设定和修改功能；
（7）实时显示非控制回路的测量参数；
（8）实时显示控制回路的给定值、测量参数、控制量。
⒊系统调试
（1）硬件调试
·A/D 各通道调试；
·D/A 各通道调试。
（2）软件调试
·各功能模块程序分别调试；
·软件联调。
（3）硬件、软件联调
（4）系统综合实验
三．实验所需器材
1．PC机1台，
2．IPC5432模板1块，
3．+5V、 +24V电源1个，
4．可控硅调功器1个，
5．温度变送器1个，
6．铂电阻Pt100 1个，
7．电水壶（1KW）1个。
四．设计步骤
1．根据设计内容及要求，选择一块PC总线32路12位A/D+2路12位D/A板，画出该板的原理结构框图，并说明输入和输出过程通道工作原理。
2．测试A/D、D/A板的硬件及输入和输出通道，写出测试过程和方法。
3．画出主程序及各功能模块的程序流程图。
4．设计带有积分分离的PID控制规律，并有推导过程。
5．软件设计与调试。
6．系统联调。
7．结果分析与总结。
8．编写课程设计报告，绘制完整的系统电路图，并附程序清单。
五、课程设计报告要求
1.课程设计报告书写应认真，字迹工整，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。
2.论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。
3.课程设计报告应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书，附录应包括程序清单、系统方框图和电路原理图。
4.课程设计报告应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。
5.程序清须提交电子文档。
六．课程设计与综合实验的成绩考核
课程设计与综合实验结束时，学生应完成规定的内容和设计任务，提交一份课程设计报告书，并由课程设计指导教师和实验室老师进行考核，评定课程设计成绩。
七．附件
1. 附件一：A/D、D/A多功能板卡IPC5432模板的使用说明书；
2. 附件二：参考程序。
附件一：
IPC5432模板使用说明书。