08级计算机控制技术综合实验设计任务书01——03
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。
计算机控制技术实验指导书
《计算机控制技术》实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院目录实验一 数字滤波程序设计（设计性）实验二 PID控制器的设计及性能分析实验三 大延迟系统的SIMULINK建模与仿真实验一数字滤波程序设计（设计性）一、实验目的1 掌握数字滤波的设计方法2 培养学生初步的MATLAB编程能力二、实验设备三、实验原理 通过数字滤波来增强其有效信号，消除或减小各种干扰和噪声，从而提高控制精度和系统的可靠性与稳定性。
四、实验内容与要求1 限幅滤波方法：自己构造一个变化缓慢的数字序列作为输入，画图1-1，加入随机干扰，再画图1-2，设计一段限幅滤波程序，并把滤波后的信号画在图1-3，与图1-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（要求三个子图画在一张图片上。
提示：figure，subplot（3，1，1））2 中位值滤波方法：自己构造一个变化缓慢的数字序列作为输入，画图2-1，加入随机干扰，再画图2-2，设计一段中位置滤波程序，并把滤波后的信号画在图2-3，与图2-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（提示：median）3 算术平均滤波方法：自己构造一个变化较快的数字序列作为输入，画图3-1，加入随机干扰，再画图3-2，设计一段算术平均滤波程序，并把滤波后的信号画在图3-3，与图3-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（提示：mean）4 实验完毕后，认真完成实验报告，写出设计的程序并画出相应的图。
实验二 PID控制器的设计及性能分析一、实验目的1 掌握PID控制器的设计方法2 培养学生初步的MATLAB编程能力二、实验设备三、实验原理 PID控制是工业控制中最常用的一种控制规律，通过调整比例系数、积分系数、微分系数，可以得到不同的控制效果。
四、实验内容与要求例：已知某单位负反馈系统开环传递函数如下：如果采用比例（P）控制器进行调节，试绘制比例系数分别为1、4、10、50时的单位阶跃响应曲线，并分析比例控制器对控制系统性能的影响。
《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 课程设计任务书
计算机控制技术课程设计任务书1 引言1.1 课题背景?? 温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。
温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。
温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，以利于进行工件的加工与处理。
不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。
1.2 控制对象淬火是生产过程中的一道关键工序，其温度控制的精度直接影响到产品的质量，因此淬火炉的温度控制在工业生产中具有重要意义。
1.3600-1.2.4.5.22.1器，口扩展，方案二：AT89C51单片机是最常用的单片机，是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器。
AT89C51与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能，功能强、灵活性高而且价格低廉。
AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低了系统成本。
只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给拥护。
系统运行中需要存放的中间变量较少，可不必再扩充外部RAM。
综上所述的二种方案，该设计选用方案二比较合适。
2.2 数学模型的建立本设计针对一个温区进行温度控制，要求控制温度范围600-800℃，控制精度在±1℃。
温度探头选用热电偶。
输出0-10mA 电流信号，通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压，输入电流输出电压线性关系。
其对象温控数学模型为：1)()(+=-s T Ke s U s p sτθ （2-2-1）称为微分系数。
2.4 系统组成框图及工作原理系统的硬件包括微控制器部分（主机）、A/D 转换模块、温度检测、温度控制、键盘与显示、报警几个主要部分，系统的组成框图如图2.1所示。
计算机控制技术综合课程设计方案
计算机控制技术综合应用设计一、目的计算机控制技术综合应用设计是学生必修的实践环节之一，应使学生较系统的完成电子系统设计，从选题、方案论证、软硬件设计、软硬件实现、系统测试、总结报告等基本过程，加深对模拟电路、数字电路、微机原理、单片机<嵌入式、DSP、PLC）等相关课程理论知识的分析理解。
通过实践引导学生把原理分析与工程设计结合，掌握软硬件系统设计的基本方法和一般规则，提高综合应用能力，培养学生的创新思维和实践能力，为自动化<电气工程）综合设计和毕业设计打下坚固的基础。
1、培养独立完成一个课题或实际问题的能力2、培养查阅资料文献手册的能力3、熟悉元器件类型，掌握合理选取元件的规则4、锻炼撰写小论文和设计报告的能力5、培养科学的工作作风和严谨务实的态度二、设计内容本设计的主要内容包括：自主选题、理论设计、调试与仿真、撰写设计报告并答辩等。
自主选题题目参见“三、设计题目”。
无论选择什么题目，最后完成的方案必须包含MC U模块。
除题目明确指定MCU之外，MCU种类不加限制，可在51单片机、A VR、ARM、可编程逻辑控制器、FPGA\CPLD、DSP、PLC等范围内自行选择。
MCU在系统中的作用可简可繁，自行设计。
理论设计包括方案选择、硬件系统设计、软件系统设计等。
硬件设计包括单片机最小系统设计、单元电路设计、元器件选择<须选通用芯片）及参数计算；软件设计包括模块化层次结构图、程序流程图等。
通过调试与仿真，进一步完善设计，使之达到课程设计要求，使其更接近于实际产品。
最后要求撰写设计总结报告，把理论设计内容，调试过程及性能指标的测试进行全面总结，把实践内容上升到理论高度。
并通过答辩过程展现课程设计所做的工作。
三、设计题目1、简易数字电压表★★★<刘述喜）a)利用AD转换芯片测量0~2V电压信号b)4位显示c)系统工作符合一般数字电压表要求扩展要求：●更多量程，如0~200mV，0~20V等●按键切换量程2、简易数字电流表★★★<刘述喜）a)利用AD转换芯片和精密电阻测量0~20mA电流b)4位显示c)系统工作符合一般数字电流表要求扩展要求：●更多量程，如0~2mA，0~200mA等●按键切换量程3、简易可编程恒流源★★★★<刘述喜）a)利用DA转换芯片输出200-2000mA电流信号b)可设置并显示输出电流给定值c)系统工作符合一般恒流源要求扩展要求：●可步进输出电流，步进值10mA●保护电路4、简易可编程稳压电源★★★★<刘述喜）a)利用DA转换芯片输出3-12V电压信号b)可设置并显示输出电压给定值c)系统工作符合一般稳压电源要求扩展要求：●可步进输出电压，步进值0.1V●保护电路5、模拟数据采集器★★★<万文略）a)利用AD转换芯片采集多路0~5V模拟信号b)按键选择显示通道温度值，温度值T(˚C>与电压U(V>对应关系：T=15.4Vc)系统工作符合一般数据采集器要求扩展要求：●循环显示所有通道温度值●对采集数据进行一阶惯性数字滤波6、简易数字信号发生器★★★<万文略）a)利用DA转换输出三角波、方波、正弦波、阶梯波b)按键切换四种波形的输出c)系统工作符合一般信号发生器的要求扩展要求：●波形频率可调●波形幅值可调7、简易交流采样★★★★<万文略）a)利用电压电流互感器和AD转换芯片采集交流电压电流信号b)轮流显示三相电压电流c)系统工作符合一般交流采样要求扩展要求：●相位角采样●有效电压计算8、简易交通灯控制系统的设计★★★<万文略）a)利用定时器产生秒信号，控制十字路口红绿黄灯交替点亮和熄灭；b)采用LED数码管显示交通灯剩余时间；c)系统工作符合一般交通灯控制要求。
计算机控制技术课程设计任务书
计算机控制技术课程设计任务书【设计目的】计算机控制技术是自动化专业的必修课程，是一门实践性很强的课程。
课程设计是加强学生实践能力的一个强有力手段，要求学生掌握计算机控制系统的单片机的硬件接口方法（包括A/D转换、显示技术、键盘处理、报警等）以及软件设计方法。
要求在完成程序设计的同时能够写出比较规范的设计报告。
严格实施课程设计这一环节，对于学生基本硬/软件的设计素养的培养和综合运用知识的能力是一次很好的的训练，将起到显著的促进作用。
【设计内容】某计算机温度数据采集系统，共有8个通道，设每个通道检测一座加热炉。
设加热炉温度为0-800℃，其最大/最小允许值分别存放在MAX0～MAX7以及MIN0～MIN7为地址的内存单元中。
试设计一个巡回检测系统，要求如下：∙完成硬件设计（内容包括原理系统图、地址译码，并画出详细接线图）。
∙系统的启动和停止由一个开关控制。
∙画出系统总体流程图、A/D转换模块流程图、显示模块流程图、以及报警程序流程图。
∙编写出能够完成上述任务的程序（尽量采用子程序方式）。
写出完整的设计说明书。
【系统工作原理】系统首先检测开关，如果开关处于启动状态，则系统开始工作，否则将等待。
当检测到系统处于工作状态，首先分别采样每个加热炉的温度，并进行标度变换。
然后将每个通道的值与上、下限值MAX i 和MIN i单元的内容相比较，若大于MAX i，则上限报警，显示i Up；若下限报警则显示i Do（w）。
同时进行声光报警（可采用一个红灯和一个电笛）若采样值正常，则显示i ×××（其中i为通道号），同时绿灯亮。
【课程设计报告的编写格式规范】.目录（三级）一、系统概述1．（1）二、系统硬件设计1．总体设计2．A/D转换电路3．显示电路（要求，图、公式、表格分别统一编号）三、系统软件设计1．2．3．四、结束语.详细设计每个模块（不管硬件还是软件）都要有尽量详细的说明。
（可参考书中设计样例）。
计算机控制技术课程设计任务书
计算机控制技术课程设计任务书计算机控制技术课程设计任务书题目1：通用数字PID调节器设计1、主要技术数据和设计要求主要技术数据：8路模拟量输入：适配1～5V输入，量程自由设定；8路输出控制信号：1～5V标准电压输出；输入模拟量转换精度：0.1%；RS232串行通讯通口。
控制模型：数字PID控制算法；PID参数范围：比例带Kp：1-999.9%，积分时间Ti：1-9999秒（Ti=9999时积分切除），微分时间Td:：0-9999秒（Td=0时微分切除）。
调节控制器使用51内核的单片机，完成对8路模拟信号的切换、信号变换、A/D转换；单片机对数据处理后（含数字滤波、数值变换），送到显示和通讯部分，并经PID运算处理后通过D/A转换器输出。
经信号变换和信号分配后输出8路控制信号。
设计中应充分考虑干扰问题。
2、设计步骤一、总体方案设计、控制系统的建模和数字控制器设计二、硬件的设计和实现1. 选择计算机机型（采用51内核的单片机）；2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 设计键盘、显示接口电路；4. 设计8路模拟量输入输出通道；5. 设计RS232串行通讯通口；*6. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）。
三、软件设计1. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块；2. 编写数字PID调节器软件模块；3. 编写数字滤波程序；*4. 编写A/D、D/A转换器处理程序模块；*5. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。
四、编写课程设计报告，绘制完整的系统电路图。
计算机控制技术课程设计任务书题目2：双闭环直流电动机数字调速系统设计1、主要技术数据和设计要求主要技术数据：直流电动机（对象）的主要技术参数如下：直流电动机Ped=3kW，Ued=220v ，ned=1500r/min，电枢回路总电阻R=2.50欧姆，电动机回路电磁时间常数TL=0.017s，机电时间常数TM=0.076s，电势常数Ce=0.1352V/r·min)，晶闸管装置放大倍数Ks=30，整流电路滞后时间Ts=0.0017s。
计算机课程控制控制系统设计08级
华南理工大学广州学院课程设计报告题目：最少拍控制系统设计课程：计算机控制技术课程设计专业：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、课题名称最少拍控制系统设计二、课程设计目的《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。
通过本课程设计，学生应学习并掌握：1．最少拍控制器的设计和实现方法，并研究最少拍控制系统对三种典型输入的适应性及输出采样点间的纹波。
2．最少拍无纹波控制器的设计和实现方法，并研究输出采样点间的纹波消除以及最少拍无纹波控制系统对三种典型输入的适应性。
三、课程设计内容1. 硬件电路设计：设计以C8051F060数据采集芯片、运放电路组成的被控对象和上位机构成的单闭环反馈控制系统。
以C8051F060为核心构成的数据采集系统主要完成模拟量采集、模数转换、数模转换和模拟量输出（零阶保持器）等功能。
而数据处理与显示，包括有关信号发生、数字滤波、数字控制与虚拟仪器等功能则通过上位机实现。
C8051F060与上位机之间，通过USB2.0口完成数据通讯。
2. 控制算法：最少拍控制，并通过混合仿真实验研究该闭环控制系统对三种典型输入的适应性以及输出采样点间的纹波。
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、最少拍控制程序等。
四、课程设计要求1：模入电路能接受双极性电压输入（-10V~+10V ），模出电路能输出双极性电压（-10V~+10V ）。
2：被控对象1()(1)K G s s T s =+，每组同学选择不同K 、T 1，如：45(),()(0.41)(0.81)G s G s s s s s ==++等。
每组同学不超过6人。
3：按斜坡输入信号设计最少拍控制器和无纹波最少拍控制器。
计算机控制技术实验指导书
《计算机控制技术》实验指导书目录ZZY—JK01 计算机控制实验板各功能模块应用――――――――――――――1 Visual Studio 2005开发环境认识―――――――――――――――――――2 VB .NET语言程序设计――――――――――――――――――――――――7 计算机并口控制花样灯实验―――――――――――――――――――――12 计算机并口控制数码管显示实验―――――――――――――――――――22 计算机串口控制数字输出――――――――――――――――――――――31 计算机串口检测开关量变化实验―――――――――――――――――――34 计算机并口检测开关量变化实验―――――――――――――――――――42 PC机与单片机的串口通信实验――――――――――――――――――－―46ZZY-JK01 计算机控制技术实验板各功能模块应用ZZY-JK01计算机控制技术实验板的设计特别适用于练习个人计算机上的串行端口及并行端口的相关IO功能，并提供串并行通信的各类数据传输及控制实验，是一个相当好用的学习实验板，可以通过串行通信端口（RS-232）或是并行通信端口（LPT）实验相关IO操作，也可以从其中学习检测控制的基本原理等等。
另外，ZZY-JK01 计算机控制技术实验板还可以作为单片机实验开发板使用。
其特点：含有串行端口和并行端口含有ISP接口，支持AT公司的下载线（AT的下载线支持89S51和89S52）含有232接口，支持串口通讯实验、仿真芯片自举、SST仿真模块在线硬件仿真，通过此接口可直接支持各种类型的嵌入式仿真器7805、USB双电源口可选：双电源口的选择自动切换，无需跳线手动选择，只要二者有一个接通，会自动选择得电接口含有USB过流保护电路金属膜电阻、4位一体数码管、圆孔晶振插座......全部选用优质零件，如果你了解PIC芯片的管脚排列，那么只要做一个适配器PCB，它就可以支持对PIC 芯片的试验了4*4键盘开关电路扩张非常方便，P0，P1，P2，P3，可以全部自行扩张。
《计算机控制技术》实验指导书
《计算机控制技术》实验指导书《计算机控制技术》实验指导书Technology Of Computer Control Experiment Handbook : 总实验时数：8实验简介: 《计算机控制技术》这门课程是我国高等学校计算机应用专业和电子与电气工程专业的主干课程。
它集中了软件与硬件的理论知识，并使之与实际的应用联系在一起。
对于计算机专业大学高年级的学生，有关计算机的专业理论知识已了解许多，但对于计算机在自动化方面的应用，以及一些基本的自动化控制理论了解甚微。
为了扩大同学的就业范围，使我校的学生在今后的工作岗位上尽快适应工作要求，在学习完《计算机控制技术》的理论知识后，让同学们亲自动手做实验，了解PLC硬件和软件的功能，了解PLC如何实现现场控制要求，了解WINCC软件的使用，非常有助于学生对网络知识、计算机知识、以及有关控制方面知识综合掌握。
实验一PLC可编程控制器开关量输入/输出使用（西门子s7-200）实验时数：4学时实验类型：综合型实验对象以及应具备的基础：计算机应用专业高年级，电子电气专业实验组数以及每组人数：30组，每组2人实验平台：Windows操作系统下利用西门子Step7编程软件一. 实验目的:(1) 了解工业控制机与微机的相同点和不同点。
(2) 掌握利用工业控制语言（梯形图）编写控制循环。
（3）理解PLC输入点和输出点的关系，模拟量输入与开关量输入的区别，学会在实验室模拟现场调试。
二．实验步骤（1）安装软件：此软件适合在WIN95/98，WINNT，WIN2000 SP2操作系统上安装。
首先，在光盘中的MICROWIN3.2中，双击SETUP图标，即可安装好版本V3.2：然后，在光盘中的MicroWin V3.2_SP1(中文补丁)中，双击STEP7-MicroWIN_V320_SP1图标，可以安装V3.2 SP1.安装过程中，可以选择使用语言，最好把英语和中文都选上。
计算机控制技术实验报告
计算机控制技术实验报告实验名称：计算机控制技术实验实验目的：通过学习计算机控制技术的基本原理和方法，掌握计算机控制技术的应用。
实验原理：计算机控制技术是一种应用于现代工业自动化控制中的控制技术。
计算机控制系统由计算机硬件和软件组成，通过采集、处理和输出各种信号来完成对被控对象的控制。
实验仪器：计算机、控制器、传感器、被控对象等。
实验步骤：1.确定实验目标和实验要求。
2.研究被控对象的性质和特点，设计控制方案。
3.配置硬件设备，连接传感器、控制器和计算机。
4.编写控制程序，设置控制算法，实现被控对象的控制。
5.进行实验操作，观察并记录实验结果。
6.对实验结果进行分析和评价，总结实验经验。
实验结果和分析：在实验中，我们选择了一个温度控制系统作为被控对象。
通过传感器采集环境温度，并通过控制器将控制信号发送给加热器，调节加热器的功率来控制环境温度。
通过实验操作，我们观察了不同环境温度下的控制效果。
实验结果表明，在控制系统正常工作时，环境温度可以稳定在设定温度附近，并具有很好的控制精度。
此外，我们还对控制系统进行了稳定性和响应速度等性能指标的评价。
实验结果显示，控制系统具有较好的稳定性和快速响应的特点，可以满足实际工业生产中对温度控制的要求。
实验总结：通过本次实验，我们深入学习了计算机控制技术的基本原理和方法，并通过实践掌握了实验操作的技巧。
实验结果表明，计算机控制技术在工业生产中具有广泛的应用前景。
在今后的学习中，我们将进一步深入研究计算机控制技术的进一步发展，并不断提高实际应用能力，为工业自动化控制的发展贡献自己的力量。
计算机控制技术实验指导书
计算机控制技术实验指导书实验一工艺流程图绘制一、实验目的熟练掌握工控组态软件的绘图工具，完成简单工艺流程图绘制二、实验内容1．以学号和姓名建立一个项目2．熟悉工控组态软件的绘图工具3．完成反应工段工艺流程绘制三、实验步骤(1) 掌握新工程建立过程(2) 熟悉工程管理器的使用(3) 绘制工艺流程图(4) 完成实验报告四、实验报告实验报告包括实验目的、实验内容、设计说明、实验体会等。
实验二组态王的图形及动画功能设计一、实验目的本次实验通过几个图形显示与动画功能典型实例，来掌握组态软件的图形功能。
二、实验内容1．填充与自制棒图2．缩放3．旋转4．移动5．闪烁、隐含和复现6．屏幕切换三、实验步骤（1）填充与自制棒图选取线属性（表达式取常数0，运行时线的粗细和颜色不随时间而变）、填充属性（动画连接表达式取填充0，事先定义的变量，内存实数，要分段设置画刷和颜色，不妨设：0—红，20—黄，40—绿，60—青，80—兰，100—紫色。
运行时调节游标，可得变色棒图）和填充（表达式取：填充0），用图库中的游标（表达式取：填充0）控制。
（2）缩放选取线属性（表达式取0）、填充属性（表达式取0）和缩放（表达式取：缩放0），用游标控制。
（3）旋转0 选取旋转（表达式取：旋转0），用游标控制。
（4）旋转1 选取旋转（表达式取：旋转1），用启动和停止按钮（它们用椭圆和文本制成组合图素）控制。
启动和停止按钮弹起时的命令语言分别为： \\本站点\旋转启停0=1;和\\本站点\旋转启停0=0;画面命令语言显示时的代码为： \本站点\旋转1=10;/*刚进入运行时，图形初始转角为36度*/ 存在时的代码为： if(\\本站点\旋转启停0==1)\\本站点\旋转1=\\本站点\旋转1+1;else \\本站点\旋转1=\\本站点\旋转1;if(\\本站点\旋转1==101)\\本站点\旋转1=0;（5）水平移动和垂直移动可以将水平移动连接和垂直移动连接结合使用，选取水平移动（表达式取：水平移动0）和垂直移动（表达式取：垂直移动0），分别用两个游标控制。
计算机控制技术实验报告册 (1)
5.在弹出的参数窗口中填入想要变换的模拟量，点击变换，在下面的文字框内将算出变换后的数字量。
6.点击确定，在显示窗口观测采集到的数字量。
并将测量结果填入下表2-1:数字量模拟量理论值实测值762460256表2-1五、实验结果画出模拟量与数字量的对应曲线如图2-1：图2-1六、实验结果分析表2-1中计算出理论值，与实验结果比较，分析产生误差的原因系仪器误差、实验软件的精度误差。
七、实验心得本次试验需要进行的连电路、实验软件操作都比较简单，但对于实验原理我们应有更加深刻的理解，对于实验箱内部的A/D转换原理要有所思考，不能只满足与简单的实验表象，而应思考更深层次的问题。
实验三数字PID控制一、实验目的1．研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。
2．研究采样周期T对系统特性的影响。
3．研究I型系统及系统的稳定误差。
二、实验仪器1．EL-AT-II型计算机控制系统实验箱一台2．PC计算机一台三、实验内容1．系统结构图如3-1图。
图3-1 系统结构图图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds）Gh（s）=（1－e-TS）/sGp1（s）=5/（（+1）（+1））Gp2（s）=1/（s（+1））2．开环系统（被控制对象）的模拟电路图如图3-2和图3-3，其中图3-2对应GP1（s）,图3-3对应Gp2（s）。
图3-2 开环系统结构图1 图3-3开环系统结构图23．被控对象GP1（s）为“0型”系统，采用PI控制或PID控制，可使系统变为“I型”系统，被控对象Gp2（s）为“I型”系统，采用PI控制或PID控制可使系统变成“II型”系统。
4．当r（t）=1（t）时（实际是方波），研究其过渡过程。
5．PI调节器及PID调节器的增益Gc（s）=Kp（1+K1/s）=KpK1(（1/k1）s+1) /s=K(Tis+1)/s式中 K=KpKi , Ti=（1/K1）不难看出PI调节器的增益K=KpKi，因此在改变Ki时，同时改变了闭环增益K，如果不想改变K,则应相应改变Kp。
计算机控制技术实验指导书
《计算机控制技术》实验指导书自动化与电子工程学院2009.3目录实验设备简介 (2)实验一A/D与D/A转换 (5)实验二数字滤波 (6)实验三数字PID算法的研究 (7)实验四直流电机转速控制 (9)实验设备简介一、系统功能特点1．以PC微机为操作台，高效率支持“计算机控制”的教学实验。
2．系统含有高阶模拟单元，可根据教学实验需要进行灵活组合，构成各种典型环节与系统。
3．系统含有界面友好、功能丰富的软件。
PC微机在实验中，除了用作实验测试所需的虚拟仪器外，还可用作测试信号发生器以及具有很强柔性的数字控制器。
4．系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。
可自己设计实验内容，构建系统对象，编写控制算法，进行计算机控制技术的研究。
二、系统构成实验系统由上位PC微机（含实验系统上位机软件）、ACCT-I实验箱、USB2.0通讯线等组成。
ACCT-I实验箱内装有以C8051F060芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过USB口与PC微机连接。
ACCT-I实验箱是一个通用的实验箱。
它主要由电源部分U1单元，元器件部分U2单元，输入输出接口单元U3，反相器、非线性单元U4、U5、U6、U7，模拟电路单元U8～U16组成。
U1单元可提供＋5V，－5V，＋15V，－15V，0V，1.2V～15V可调电压的输出。
U2单元提供了实验所需的电容与电阻，电位器，另提供插接电路，供放置自己选定大小的元器件。
U3单元为数据处理模块，用于完成数据采集与数据输出，并通过并行口与上位PC机进行通讯。
U4为反相器；U5，U6，U7分别为典型的非线性环节电路。
U8～U16为由运算放大器与电阻，电容等器件组成的模拟电路单元，由场效应管组成的电路用于锁零。
在“计算机控制”实验中，这些单元常被用于模拟被控对象。
系统上位机界面采用LabVIEW 编程语言编写，操作简单，界面友好。
三、实验注意事项1．实验开始前需要对实验箱上的运算放大器电路进行调零。
计算机控制技术实验指导书
长江大学工程技术学院《计算机控制技术》实验指导书主编周勇长江大学工程技术学院二0一0年四月第1章课程简介、实验项目及学时安排一、课程简介《计算机控制技术》是一门实践性很强的课程。
加强这门课程的实验教学可以起到重要的作用，有利于提高人才的培养质量，巩固和宽展实际的动手能力，实现知识向能力的转化。
实验的任务是使学生掌握计算机控制系统组成原理、设计方法和技术，培养学生设计和调试的能力，为今后从事工程应用和科学研究打好基础。
二、教学基本要求以提高学生实际工程设计能力为目的，通过实验和训练，使学生熟悉一种工程上常用的实验参数整定法。
四、实验教学内容及学时分配实验一数／模转换与模／数转换（3学时）1、目的要求熟悉模／数转换的电路工作原理、熟悉数／模转换的电路工作原理、掌握模／数转化的量化特性、熟悉多路数／模转换电路的工作原理。
2、方法原理参考实验指导书3、主要实验仪器和材料：DICE-AT2实验箱4、实验内容（1）单路模／数与转换实验（2）双路模／数、数／模转换实验。
实验二采样与保持（3学时）1、目的要求掌握模／数、数／模采样电路的工作原理、掌握模／数、数／模保持电路的工作原理掌握采样周期T对输出波形的影响、熟悉零阶保持器在采样电路中的作用。
2、方法原理参考实验指导书3、主要实验仪器和材料：DICE-AT2实验箱4、实验内容（1）采样（2）保持实验三最小拍控制系统（3学时）1、目的要求熟悉最小拍控制系统的设计原理、熟悉最小拍控制系统的电路工作原理、掌握最小拍有纹波纹控制系统的(D)Z算法、掌握模拟连续系统的参数整定方法。
2、方法原理参考实验指导书3、主要实验仪器和材料：DICE-AT2实验箱4、实验内容（1）最小拍有纹波设计（2）最小拍无纹波设计实验四大林算法（3学时）1、目的要求熟悉大林算法系统的设计原理、熟悉大林算的电路工作原理、了解大林算法对斜坡输入影响特性。
2、方法原理参考实验指导书3、主要实验仪器和材料：DICE-AT2实验箱4、实验内容大林算法第2章实验仪器仪表设备简介一、计算机控制技术实验箱DICE-AT2：计算机控制技术实验其主要由以下七个模块组成：1、自动控制原理实验模块2、计算机控制技术实验模块3、信号源模块4、控制对象模块5、虚拟示波器模块6、控制对象输入显示模块7、CPU控制模块各模块相互交联关系框图见图1-1-1所示：DICE-AT2由各单元电路、8088CPU单元和PC机进行通讯的串口构成，其主要由信号源发生单元电路U1、正弦波单元U2、运算模拟单元电路U3-8、反向器单元U9、状态指示灯单元U10、电位器单元U11、单节拍脉冲发生单元U12、非线性单元电路U13、特殊运算环节单元U14、-5V电源发生单元U15、驱动单元U16、微型温度控制单元U17、电机单元U18、采样保持器及单稳单元电路U19、模/数转换单元电路U20、数/模转换单元电路U21、可变电阻器组单元U23、8088CPU单元电路U24、RS485通信单元U25等单元模块组成，利用本实验机所提供的这些单元模块可实现A/D、D/A转换实验、采样与保持实验、直流电机闭环调速实验、模拟/数字温度闭环综合控制实验等。
计算机控制技术01-课程实验及案例教学简介
“计算机控制技术”实验及案例教学“计算机控制技术”为北京交通大学测控技术与仪器专业的主干（必修）课，校级精品和优质课程，授课对象是测控技术与仪器专业的本科生。
课程讲述与计算机控制相关的基础理论。
主要介绍计算机控制系统的组成；信号的采样与恢复；线性离散系统的Z 变换分析法；计算机控制系统的稳定性、过渡响应和稳态准确度分析；计算机控制系统的模拟化设计；计算机控制系统的离散化设计；复杂控制规律系统设计等内容。
该门课程是理论与实践性均很强的课程。
为了加深同学们对基本概念、基本原理和基本分析方法的理解和掌握，除了安排一定量的课内实验以外，还加强了延续性的研究性专题设计和研讨。
课内实验内容涵盖了本课程的主要内容，通过实验，使同学们较全面地理解计算机控制技术的概念、结构、原理、设计及对控制系统的评价。
以此为基础的研究性专题创新设计与研讨，不仅能够进一步剖析课程的教学难点，而且能够展现目前计算机控制技术的新研究方法，提高了学生对具体工程问题的辨析和驾驭能力。
1.实验教学安排：实验一：基于Matlab 语言的线性离散系统的Z 变换分析法（2 学时，必做）内容：基于数字控制的基本概念，学习运用Matlab 语言建立动态系统的离散域数学模型，理解线性离散系统的Z 变换分析法。
要求：① 理解Z 变换/Z 反变换的含义，Z传递函数的离散域表示方法及其对应离散点序列的关系；② 观测传递函数极点对系统动态行为的影响，如单独极点、复极点对响应的影响；③ 掌握Z 平面上不同极点分布及其对应的脉冲响应序列关系（在实轴上的单极点、共轭复数极点）。
实验二：离散控制系统的性能分析（时域/频域）（2 学时，必做）内容：运用Matlab 软件建立数字控制系统数学模型，并对一个给定的闭环离散系统进行根轨迹和频域分析。
要求：① 通过Z 平面与S 平面极点相互转换的编程实现，分析两个平面域特殊特性极点的轨迹相互映射方法，深刻理解时域与频域响应之间的对应关系；② 计算数字系统的阶跃响应参数（如上升时间和超调量等），并通过绘制根轨迹图分析已知系统的稳定性；通过绘制幅频图和相频图，进行增益裕度和相位裕度分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中北大学计算机控制技术课程设计说明书学生姓名：学号：08050542学院：信息与通信工程学院专业：自动化题目：基于MCS51单片机的多点温度检测系统设计——控制算法研究及程序设计指导教师：沈小林职称: 副教授2011年12月25日中北大学计算机控制技术课程设计任务书11/12 学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：姚琴琴学号：080505203课程设计题目：基于MCS51单片机的多点温度检测系统设计——控制算法研究及起迄日期：12月12日～12月24日课程设计地点：中北大学指导教师：沈小林系主任：王忠庆下达任务书日期:2011年12月11日课程设计任务书课程设计任务书课程设计说明书一、设计目的为多点温度检测及控制系统设计控制算法及程序。
通过本设计，掌握特定条件下的控制算法确定和设计。
二、设计原理1.传感器的选择方案一：使用DS18B20温度传感器DSl820数字温度计提供9位(二进制)温度读数指示器件的温度信息经过单线接口送入DSl820或从DSl820送出因此从主机CPU到DSl820仅需一条线(和地线)DSl820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号因此任意多个DSl820可以存放在同一条单线总线上这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件DSl820的测量范围从-55到+125增量值为0.5可在l s(典型值)内把温度变换成数字。
符合题目要求。
方案二：使用热敏电阻采用热电阻温度传感器。
热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。
其主要的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。
铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好，电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。
缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场影响大，在还原介质中易被玷污变脆。
按IEC标准测温范围-200～650℃，百度电阻比W（100）=1.3850时，R0为100Ω和10Ω，其允许的测量误差A级为±（0.15℃+0.002 |t|），B级为±（0.3℃+0.005 |t|）。
铜电阻的温度系数比铂电阻大，价格低，也易于提纯和加工；但其电阻率小，在腐蚀性介质中使用稳定性差。
在工业中用于-50～180℃测温。
通过以上两种方案的比较，从性能，操作，精度以及可操作性比较，我选择使用DS18B20温度传感器，来实现，这样不需要模数转换等。
2.确定控制方案1)系统总体设计系统主要包括单片机控制模块，温度采集模块，温度显示模块，键盘按键模块。
系统总体框架如图1 所示。
图1 系统总的结构框图通过按键读取当前空气容器中的温度，将其温度显示在数码管上，当然在此期间单片机任然在对空气容器进行控制，是温度保持在设定值。
2）单片机对空气容器的温度控制方案使用PID控制算法控制温度保持在设定值，如果温度高于设定值，控制加热器停止加热，并且控制空气容器的盖子打开，这样会散热，如果温度低于设定值，直接控制加热器开启，这样在不断的控制温度，使其在预设值上下小范围的波动。
3.控制算法设计总体程序的流程图如下：图2 控制系统的流程图再次系统中需要用到的子程序模块包括：主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘等模块。
我们可以用中断或者查询的方式进行，来显示和控制温度，主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值并负责调用各子程序,其程序流程如图3系统程序流程图。
图3 温度测量程序流程图温度的显示与计算：控制算法的流程图如下：图5 系统总的控制程序流程图三、相关程序1.基于DS18B20的多路检测工作过程：每一片DSl820在其ROM中都存有其唯一的48位序列号在出厂前已写入片内ROM 中主机在进入操作程序前必须逐一接入1820用读ROM(33H)命令将该l 820的序列号读出并登录当主机需要对众多在线1820的某一个进行操作时首先要发出匹配ROM命令(55H)紧接着主机提供64位序列(包括该1820的48位序列号)之后的操作就是针对该1820的而所谓跳过ROM 命令即为之后的操作是对所有1820的框图中先有跳过ROM即是启动所有1820进行温度变换之后通过匹配ROM再逐一地读回每个1820的温度数据在1820组成的测温系统中主机在发出跳过ROM命令之后再发出统一的温度转换启动码44H就可以实现所有1820的统一转换再经过1s后就可以用很少的时间去逐一读取这种方式使其T值往往小于传统方式由于采取公用的放大电路和AD转换器只能逐一转换显然通道数越多这种省时效应就越明显。
2.控制总程序检查键盘10号是否按下按下就用键盘输入设定值选择通道所选通道读取温度控制加热器加热还是停止（加热继电器闭合，停止断开）ORG 0000HAJMP MAINORG 0003H ;外部中断0入口地址AJMP K1;主程序，采用pid算法MAIN: MOV #data1，10SETB EX0SETB EACJNZ A, #data1, relMOV 30H,ALMOV 31H,AHLCALL DELAYMOV DISTAB,#30HLCALL DISPLAYMOV #data2，11CJNZ A, #data2, relMOV 32H,ALMOV 33H,AHLCALL DELAYMOV DISTAB,#32HLCALL DISPLAYLCALL DS18B20CJNE DISTAB,35H,2rel: SJMP relJC 2SETB P1.1CLR P1.1RETDS18B20:MOV SP,#60HCLR EA ;使用ds1820一定要禁止任何中断产生LCALL INT ;初始化ds1820MOV A,#33HLCALL WRITE ;送入读ds1820的ROM命令LCALL READ ;开始读出当前ds1820序列号MOV 40H,ALCALL READMOV 41H,ALCALL READMOV 42H,ALCALL READMOV 43H,ALCALL READMOV 44H,ALCALL READLCALL READMOV 46H,ALCALL READMOV 47H,ASETB EASJMP $LCALL GET_TEMPSJMP $GET_TEMP:CLR PSW.4SETB PSW.3 ;设置工作寄存器当前所在的区域CLR EA ;使用ds1820一定要禁止任何中断产生LCALL INT ;调用初使化子程序MOV A,#0CCHLCALL WRITE ;送入跳过ROM命令MOV A, #44HLCALL WRITE ;送入温度转换命令LCALL INT ;温度转换完全,再次初使化ds1820MOV A,#0CCHLCALL WRITE ;送入跳过ROM命令MOV A,#0BEHLCALL WRITE ;送入读温度暂存器命令LCALL READMOV 36H,A ;读出温度值低字节存入36HLCALL READMOV 35H,A ;读出温度值高字节存入35HMOVSETB EAMOV DISTAB,ALCALL DISPLAYRETINT: ;初始化ds1820子程序CLR EAL0:CLR P1.6 ;ds1820总线为低复位电平MOV R2,#200L1:CLR P1.6DJNZ R2,L1 ;总线复位电平保持400usSETB P1.6 ;释放ds1820总线MOV R2,#30L4:DJNZ R2,L4 ;释放ds1820总线保持60us CLR C ;清存在信号ORL C,P1.6JC L0 ;存在吗?不存在则重新来L5:ORL C,P1.6JC L3DJNZ R6,L5SJMP L0L3:MOV R2,#240L2:DJNZ R2,L2RET;向ds18b20中写入程序WRITE: ;向ds1820写操作命令子程序CLR EAMOV R3,#8 ;写入ds1820的bit数,一个字节8个bitWR1:SETB P1.6MOV R4,#8RRC A ;把一个字节data(A)分成8个bit环移给CCLR P1.6 ;开始写入ds1820总线要处于复位(低)状态WR2:DJNZ R4,WR2 ;ds1820总线复位保持16usMOV P1.6,C ;写入一个bitMOV R4,#20WR3:DJNZ R4,WR3 ;等待40usDJNZ R3,WR1 ;写入下一个bitSETB P1.6 ;重新释放ds1820总线RET;从ds18b20中读取转换后的温度值READ:CLR EAMOV R6,#8 ;连续读8个bitRE1:CLR P1.6 ;读前总线保持为低MOV R4,#4NOPSETB P1.6 ;开始读总线释放RE2:DJNZ R4,RE2 ;持续8usMOV C,P1.6 ;从ds1820总线读得一个bitRRC A ;把读得的位值环移给AMOV R5,#30RE3:DJNZ R5,RE3 ;持续60usDJNZ R6,RE1 ;读下一个bitSETB P1.6 ;重新释放ds18b20总线RETEND;键盘扫描程序K1: MOV P1,#0F0H ;令所有行为低电平，全扫描字P1.0~P1.3,列为输入方式MOV R7,#0FFH ;设置计数常数KEY1: DJNZ R7,KEY1 ;延时MOV A,P1 ;读取P1口的列值ANL A,#0F0H ;判别有键值按下吗？CPL A ;求反后，有高电平就有键按下JZ EKEY ;无按键按下时推出LCALL DEL20 ms ;延时20ms去抖SKEY: MOV A,#00 ;下面进行行扫描，1行1行扫MOV R0,A ;R0作为行计数器，开始为0MOV R1,A ;R1作为列计数器，开始为0MOV R3,#0FEH ;R3作为扫描字暂存，低四位为行扫描字SKEY2: MOV A,R3MOV P1,A ;输出行扫描字，高四位全1NOPNOPNOP ;使P1口输出稳定MOV A,P1 ;读列值MOV R1,A ;暂存列值ANL A,#0F0H ;取列值CPL A ;高电平则有键闭合S123: JNZ SKEY3 ;有键按下转SKEY3，无键按下时进行一行扫描INC R0 ;行计数器加1SETB C ;准备将行扫描左移1位，形成下一行扫描字;C=1保证输出行扫描字中高四位全为1，为列向量输入做准备低四位中只有1位为0MOV A,R3 ;R3带进位C左移1位RLC AMOV R3,A ;形成下一行扫描字R3MOV A,R0CJNZ A,#04H,SKEY1 ;最后一行扫四次完了吗？EKEY: RET;列号译码SKEY3: MOV A,R1JNB ACC.4,SKEY5JNB ACC.5,SKEY6JNB ACC.6,SKEY7JNB ACC.7,SKEY8AJMP EKEYSKEY5: MOV A,#00HMOV R2,A ;存0列号AJMP DKEYSKEY6: MOV A,#01HMOV R2,A ;存1列号AJMP DKEYSKEY7: MOV A,#02HMOV R2,A ;存2列号AJMP DKEYSKEY8: MOV A,#03HMOV R2,A ;存3列号AJMP DKEY;键位置译码DKEY: MOV A,R0 ;取行号ACALL DECODEAJMP EKEY;键值(键号)译码DECODE: MOV A,R0 ;取行号送AMOV B,#04H ;每一行按键个数MUL AB ;行号*按键数ADD A,R2 ;行号*按键数+列号=键值(号)，在A中MOV R4,AHMOV R5,ALRET;显示程序;程序名称:DISPLAY;功能:显示数据到数码管中。