多用时间控制器的设计
沈阳航空航天大学
课程设计任务书
课程名称数字逻辑课程设计
课程设计题目多用时间控制器的设计
课程设计的内容及要求：
一、设计说明与技术指标
设计一个多用时间控制器，技术指标如下：
1.走时精度，每日误差小于等于1秒。
2.启动控制时间误差不超过1分钟。
3.控制时间可以任意设置（如响铃时间6秒，音乐声30秒，电饭锅30分等
等）。
二、设计要求
1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求
1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料
1.童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年
2.闫石主编，数字电子技术基础（第五版）．[M]北京：高等教育出版社，2006年
五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表：
序号评定项目评分成绩
1 设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）
2 设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）
3 态度认真，遵守纪律（15分）
4 设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（25分）
5 答辩（30分）
总分
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
2016 年 6 月17 日
一、概述
数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成MSI电路、大规模集成（LSI）电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成（ULSI）电路。
数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。应用的仿真工具Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真，通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
三位数字显示计时定时器是用来计时定时报警的，发射一个脉冲信号，经过74LS160D计数器来实现分秒的计时。显示器由6个LED数码管组成，来显示分和秒的。通过设置两个开关，来实现计时定时器的任意启停以及复位。通过用74HC154的片子进行译码，这样就可以比较方便的设计出合理的电路，用与门和非门来实现计时定时器在特定的时间点声光报警，此装置可以用于各种计时器以及不同类型的报警定时装置，如闹钟，计时器，数码家电等等各个行业，用途十分广泛。
二、方案设计
本课题的基本思路是在设计出一个时钟的基础上，利用储存器设定时间，在设定的时间进行报警、提示等现象。这个装置在日常生活中用得非常广泛。本课题的重点在存储器、定时单元和执行单元。
技术指标及要求：
1．走时精度，每日误差≤1秒。
2．启动控制时间误差不超过1分钟。
3．控制时间可以任意设置（如铃响时间6秒，音乐声30秒，电饭锅30分）整个思路的框图如下图1所示。将标准秒信号送入“秒”计数器，累计60秒发出一个“分”脉冲信号，送到“分”计数器中；分计数器累计60分发出一个“时”脉冲信号，该信号将被送到“时”计数器。“时”计数器采用24进制计数器，实现对一天24小时的显示。
D存储电路是根据计时系统输出状态，产生一脉冲信号，然后去触发D存储器实现定时打铃。定时执行器中的定时单元是数字的定时电路。只要适当地改变
“与非”门的接法和计数器的位数，就可以改变定时长短，执行单元通过集电极开路“与非”门的输出端，直接接负载继电器控制电子器件的正常运行。
图1 电路总体方框图
1.时、分、秒电路的设计
（1）秒信号发生器的设计
本实验要求每日误差≤1秒。我选用1HZ的标准脉冲。
本设计采用555集成定时器组成多谐振荡器产生1Hz的标准脉冲电路图（如图2所示）。555定时器与两个电阻和一个电容产生负脉冲序列，得到秒脉冲的
信号的电路波形图（如图2）。令R
1=43kΩ，R
2
=50kΩ，C＝10uF,产生周期T为1
秒的脉冲信号。
（2）时、分、秒计数器的设计
本实验采用74LS160分别构成60进制和24进制计数器分别作为分秒和时。
1）60进制计数器。先将2片芯片连接成100进制计数器，在此基础上，用反馈清零法将高位的QB和QC分别接至俩芯片的Ro，R l端，在第60个脉冲后，计数器输出为01100000，高位的QB和QC同时为1，再通过一个与门使计数器
立即返回到00000000状态。
2）24进制的计数器。先将2片芯片连接成100进制计数器，在此基础上，用反馈清零法将高位的QB和低位的QC分别接至俩芯片的Ro，R l端，在第24个脉冲后，计数器输出为00100100，高位的QB和低位的QC同时为1，再通过一个与门使计数器立即返回到00000000状态。
（3）任意定时电路的设计
任意定时电路有由译码器和D触发器组成，附带有两个灯泡作为闹钟，通过用译码器提前设置闹钟的定时时间，用D触发器构成的锁存器将输入的闹钟时间保存，然后用比较器比较计时时间与锁存器的闹钟时间，若时间相等，输出闹钟信号，进行闹钟。
图2脉冲信号波形图
2.译码显示电路的设计
译码电路功能是将“时”、“分”、“秒”计数器的输出译码进行翻译，变成相应的数字。用于驱动LED七段数码管的译码器，常用74LS47来实现。
3.任意定时电路的设计
定是电路设计通过74HC154的译码片子对信号进行译码显示，这样可以很方便的设置任意定时的控制时间，对于电路的实际运用有很大的可行性，用灯泡显示定时时间的显示器件，不仅效果明显，而且经济可行，廉价。
三、电路设计
3.1计数/编码电路
加、减输入信号经十六进制计数器后分别得到分和秒的输出信号，然后输入到译码显示电路，十六进制计数器由三块74LS161D（可预置BCD加/减计数器(双
时钟) ）构成（如图3部分）。秒的个位计数应逢十进一，秒的十位计数应逢六进一，分计数应逢十进一。74LS160是中规模集成同步十进制加法计数器，具有异步清零和同步预置数的功能。使用74LS160通过置零法或置数法可以实现任意进制的计数器。 ①异步清零：当Rd ＝0时，Q 0＝Q1＝Q2＝Q3＝0。②同步预置：当LD ＝0时，在时钟脉冲CP 上升沿作用下，Q 0＝D0，Q1＝D1，Q2＝D2，Q3＝D3。③锁存：当使能端0EP ET ＝时，计数器禁止计数，为锁存状态。④计数：当使能端EP ＝ET ＝1时，为计数状态。对74LS160的片子进行串行可制作为100进制的，对秒和分钟的进位，个位是0-9的十位进位计数，每次逢9进一，对于十位的数字由0-5的进位关系，每次逢5进一，故通过两个片子串行或者并行可以从0-59的60进制的计时器，符合实验的要求设计思路，对于电路的可行性有很大的适用性。用两片74LS160和门电路构成24进制计数器（用复位法），要求译码显示，并显示数字为00－23的循环。用74LS160和门电路设计一个计数译码显示电路，要求计数显示为0-6。
图3计数/编码电路图
3.2 译码显示电路
译一般译码显示电路选用显示译码器和显示器配合好的器件,使得驱动功率足够大，逻辑电平相匹配。本电路系统采用共阴型LED 数码管和灯泡作为显示电路，数码管由7个发光二极管组成,行成一个日字形,它门可以共阴极,也可以共阳极.通过解码一般由单片机的程序来完成电路得到的数码接通相应的发光二极而形成相应的字,这就是它的工作原理.在Multisim 中有很不同类型的LED 数码显示管，根据每一个管子的性能可以分为共阴极和共阳极两种，又可以通过管子
的输入端有四位输入、七段式和八段式，相同的管子又有很多不同的颜色，此次设计中采用了四位输入的LED数码管，应取地址符为4位，输出的数据为8位的，通过LED数码管可以清楚显示数值，这次课程设计中数码管的主要作用是显示数值，通过脉冲信号激发74LS160的片子以及其他的与非门制作的24小时计时器，在LED数码管上显示时、分、秒。LED数码管的引脚接线从左到右依次是D、C、B、A，连接时分别与74LS160的QD、QC、QB、QA的引脚相连接，在Multisim 中没有闹钟，灯泡主要是任意定时的显示器件，故用灯泡来替代闹钟。LED数码管来作为任意定时的显示部分，用高电平驱动LED数码管时不能用普通TTL译码器，LED数码管在材料的选择方面经济适用，廉价，在模拟仿真中有着广泛的运用，在我的电路图中用u1,u2,u3,u4,u5,u6数码管（如图4部分）。
图4显示电路图
3.3 蜂鸣器与定时灯泡
本电路中响铃用蜂鸣器来报当时间为30分钟时的报警提示装置，蜂鸣器是一个接受信号发出声音的器件，通过调整蜂鸣器的震动频率可以很方便的设置音量的大小，响铃时间为2秒。x1为6秒钟定时显示灯泡，当仿真开始后，通过脉冲一74LS160使数码管显示秒脉冲，当时间为0-6之间，灯一直处于亮的状态，由于设置的定时时间是6秒，当到达第7秒时灯马上熄灭。x2为30秒定时显示器，当时间在0-30之间，一直处于灯亮的状态，当LED数码管秒计数显示是31秒时，灯泡马上熄灭，这是由于设定的定时时间为30秒通过译码器可以很方便的设定任意的定时时间。蜂鸣器是用来当时间为30分钟时报警提醒的器件，通过与与门、或门等连接成定时报警装置。
3.4 开关控制电路
本电路中用一个电路来控制计时的暂停，并保持计时结果。开关在任何实验以及实践生产中有很的用途，开关既可以使电路处于导通状态，又可以使不同的器件显示高和低电平，再用一个开关用来开机复位。（如图5部分）S1用来控制秒使其可以复位清零，也可用来实现暂停并保持计时结果。S2用来实现分钟的同步加。S3用来控制小时的同步加法。
图5 控制开关图
四、性能测试
4.1打开Multisim 13软件，将电路进行仿真调试。首先在Multisim 13的交互仿真设置里设置最大初始仿真时间为2秒，最小的初始仿真时间为1秒，此操作可以使555定时器的误差减小，同时又保证了与系统时间同时变化。1、从放置菜单选择元器件或者从工具栏上选择元器件；2、放置好元器件之后，连线，鼠标指针停留在元件管脚上单击就可以将导线引出来了，到要连接到的管脚再次单击就可以将导线画好；3、画好导线之后，选择万用表或者示波器等仪器仪表连接到适当的位置；4、点击运行就可以仿真了，双击仪器仪表，打开仪表界面，进行设置和观察仿真结果。进行仿真开始进行前置S1闭合操作，以确定电路既能能正常运行，又能满足题目的设计要求。当系统不加入任何输入脉冲时（计时还未开始时）开关S1处于闭合状态，S2与S3处于断开状态，灯泡X1、X2处于开启状态，就是灯泡全都处于发光状态，LED数码管均显示0的状态，初始的系统的电路显示图如图6所示：
图6 初始电路图
4.2验证6秒钟任意定时功能。当系统加入开始输入脉冲信号时，脉冲信号的产生有555定时器完成，每秒跳动一次，这是由于事先设定计算好的，数码管的显示跳动时间与实际系统显示的时间完全一样，跳动的CLK时钟脉冲信号进入了由74LS160组成的计时器中，通过LED数码管显示跳动的时间信号。打开开关
S1进入计时，当时间为6秒钟时X1灯灭，此时的定时时间为6秒钟，X2灯仍然处于发光开启状态，X2的定时时间为30秒钟。在此时的LED数码管秒显示管显示06，符合实验的要去以及设计指标，达到了实验预期的目标，实验的运行结果显示电路图如图7所示。
图7 开始6秒定时图
4.3验证任意设定的时间为30秒。当系统加入开始输入脉冲信号时，通过提前设定的时间可以看到与4.2相似的实验现象，打开开关S1进入计时，当时
间为30秒钟时X2灯灭，此时的定时时间为30秒钟。在此时的LED数码管秒显示管显示30，符合实验的要去以及设计指标，达到了实验预期的目标，实验的运行结果显示电路图如图8所示。实验现象完全符合设计的理论要求。
图8 开始30秒定时图
4.4验证30分钟任意定时。当系统加入开始输入脉冲信号时，打开开关S1进入计时，当时间为30秒钟时X2灯灭，此时的定时时间为30秒钟。在此时的
LED数码管秒显示管显示30，符合实验的要去以及设计指标，达到了实验预期的目标，实验的运行结果显示电路图如图8所示。实验现象完全符合设计的理论要求。（如图9部分）。
图9 开始30分钟定时图
五、总结
这个实验的难度比较大。这个实验有前面部分我们可以已经利用学过的知识去做，而且芯片的种类可以选择很多，我选择了74LS160构造时钟，因为这个芯片我以前用过，虽然有双10进制的芯片，但是我不怎么了解它的功能，所以还是选择了74LS160和74HC154的片子。而后面部分只能靠我们自己去找资料去自学。
通过一个星期的努力，我用Multisim成功模拟出三位数计时定时器的功能来。中途遇到很多的困难，像是一开始连安装这个软件安装不成功，最后通过找到适合自己系统版本才成果安装，让我知道什么叫做万事开头难。可是难的何止是这个开头，接着就是要学习这个软件的使用方法，好在这个软件上手比较容易，但是还是要用掉我一个晚上的时间用来操作。懂的操作就是开始制作我们的题目“三位数计时定时器”，但是实际操作中还是遇到了很多问题。秒的十位显示的是十进制，报警器不亮等，最后通过不断地反复学习验证，一点一点的解救问题。
实践是检验真理的唯一标准这句话你不得不信，看起来复杂的电路经过细心的分析就知道原来是如此的简单，同理看起来很简单的电路认真分析你还是分析不出来原理。但是实践有一个好处就是有时你并一定要知道他的原理是什么，只要知道他有什么用就行了。
参考文献
[1] 阎石主编. 数字电子技术. [M]北京：高等教育出版社，2006年
[2] 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器. [M]北京：国防工业出版社，2005
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[4]常华仿真软件教程.[M]北京：清华大学出版社，2006年
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[6]John F.Wakerly.DigitalDesign Principles and Practices,2001
[7]M.Morris Mano,DigitalDesign,3rd ED.,Prentice Hall USA,2005
[8]康华光.电子技术基础（第五版）.[M]北京：高等教育出版社，2006
[9]蒋焕文，孙续.电子测量.[M]北京：计量出版社，1988
[10]马建国.电子系统设计.[M]北京：高等教育出版社，2004
[11]高吉祥.电子技术实验与课程设计.[M]北京：电子工业出版社，2002
[12]王松武，蒋志坚.通用仪器.[M]哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2002
[13]汪建.电路实验.[M]武汉：华中科技大学出版社，2002
[14]汪建.电路理论基础（上中下）.[M]武汉：华中科技大学出版社，2002
[15]谢自美.电子线路设计（第二版）.[M]武汉：华中科技大学出版社，2002
附录I 总电路图
附录II 元器件清单
序号编号名称型号数量
1 U1,U2,U3,U4,U5,
U6
LED数码管DCD_HEX 6
2 U7,U8,U9,U10,
U11,U12
计数器74LS160D 6
3 U13A,U13B,
U13C,U13D
与非门74LS00D 4
4 U14A,U14B,
U14C,U14D,
U32A
与门74LS08D 5
5 U16A,U16B,
U16C,U16D,
U16E,U30A,
U30B
非门74LS04D 7
6 U15A,U15B
U15C,U18C
U20C,U21C
U23C,U33C
或门74LS32D 8
7 A1 555定时器555_VIPTUAL 1
8 R4，R5 电阻ANZI Y32.2 2
9 S1，S2，S3 开关SPST 3
10 U19 蜂鸣器BUZZER 1
11 导线若干
时间控制器使用说明
时间控制器使用说明 1.时钟校准： 在时钟状态下。根据当前时间，按住时钟键。然后分别按“星期”、“时”、“分”键校准星期时和分。 2.定时设定： A．按一下“设定”键，显示屏左下方出现“1ON”字样（表示第一次开机时间），再分别按“星期”、“时”、“分”键输入所需开启的时间。 B．再按一下“设定”键，显示屏左下方出现“1OFF”字样（表示第一次关机时间），再分别按“星期”、“时”、“分”键输入所需关闭的时间。 C．继续按动“设定”键，显示屏左下方一次显示（2ON 、2OFF。。。。。。10ON 、10OFF）参考步骤A、B设置以后各次的开关时间，如果每天只开关一次，则必须按“清除”键，将他们后面的时间清除，使显示屏上显示“--：--”字样。 D．在设定1—10次开、关机程序时，可设定每天相同，每天不同:星期一至星期五相同， 星期一至星期六相同， 星期六与星期日相同。 星期一、星期三、星期五相同， 星期二、星期四、星期六相同， 星期一至星期三相同，星期四至星期六相同共九种控制方式。 3．开/自动/关输出控制方式设定： 按“开/自动/关”键时，显示屏的下方出现“ON/AUTO/OFF”且与相对应的面板上有“开/自动/关”字样，表示所选择的输出控制方式。其中“开、关”为手动控制方式，此时输出不受时间控制器的程序控制。 4.注意点： A．在设置“自动”输出方式时，必须由“关”状态转换为“自动”状态。 B．如果在操作过程中发生错误不知如何纠正或者其他原因不能顺利完成，可以按正面面板上小孔复位键（reset）回到初始状态重新开始设置。 5.故障排除： A．如果某天该开的时间没有开，或者开了以后到关的时间还没有关，那可能是因为定时设置的“星期”没有调对，请按照“定时设置”中介绍的方法检测重调即可排除故障。 B．如果确认“开启”和“关闭”时间调的完全正确。但是本开关在不该开的时间开了起来，或者不该关的时间被关掉，那可能是因为多余的几组开关时间没有清除，请参照“定时设置”中介绍的方法清除（注意：开关时间显示“--：--”才表示清除，不是显示“00:00表示清除） C．如果A、B全部正确，而本开关依然动作不正常，有可能是“开/自动/关”键被人为动作，检测“开/自动/关”处于何种状态，将其由“OFF”的位置调整到“AUTO”位置。 D．如以上几种方法还是不能排除故障，则说明时间控制器损坏。.
计算机控制课程设计电阻炉温度控制系统
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
基于MATLAB的PID控制器设计说明
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基于MATLAB的PID 控制器设计 一、PID控制简介 PID控制是最早发展起来的经典控制策略, 是用于过程控制最有效的策略之一。由于其原理简单、技术成，在实际应用中较易于整定, 在工业控制中得到了广泛的应用。它最大的优点是不需了解被控对象精确的数学模型,只需在线根据系统误差及误差的变化率等简单参数, 经过经验进行调节器参数在线整定, 即可取得满意的结果, 具有很大的适应性和灵活性。 积分作用:可以减少稳态误差, 但另一方面也容易导致积分饱和, 使系统的超调量增大。 微分作用:可提高系统的响应速度, 但其对高频干扰特别敏感, 甚至会导致系统失稳。 所以, 正确计算控制器的参数, 有效合理地实现 PID控制器的设计,对于PID 控制器在过程控制中的广泛应用具有重要的理论和现实意义。 在PID控制系统中, PID控制器分别对误差信号e（t）进行比例、积分与微分运算, 其结果的加权和构成系统的控制信号u（t），送给对象模型加以控制。 PID控制器的数学描述为 其传递函数可表示为: 从根本上讲, 设计PID控制器也就是确定其比例系数Kp、积分系数T i 和微分系数T d , 这三个系数取值的不同, 决定了比例、积分和微分作用的强弱。控制系统的整定就是在控制系统的结构已经确定、控制仪表和控制对象等处在正常状态的情况下, 适当选择控制器参数使控制仪表的特性和控制对象的特性相配合, 从而使控制系统的运行达到最佳状态, 取得最好的控制效果。 二、MATLAB的 Ziegler-Nichols算法PID控制器设计。 1、PID控制器的Ziegler-Nichols参数整定 在实际的过程控制系统中, 有大量的对象模型可以近似地由一阶模型 来表示。这个对象模型可以表示为 sL - e sT 1 K G(s) + = 如果不能建立起系统的物理模型, 可通过试验测取对象模型的阶跃响应, 从而得到模型参数。当然, 我们也可在已知对象模型的情况下, 利用MATLAB，通过使用step ( ) 函数得到对象模型的开环阶跃响应曲线。在被控对象的阶跃响应中, 可获取K 、L 和T参数, 也可在MATLAB中由dcgain ( ) 函数求取 K值。
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可编程控制器课程设计 中央空调的设计 一、前言 我国是一个人均能源相对贫乏的国家，人均能源占有量不足世界水平的一半，随着我国经济的快速发展，我国已成为世界第二耗能大国，但能源使用效率普通偏低, 造成电能浪费现象十分严重。尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容，但仍赶不上用电量增加的速度，供电形势严峻, 节能节电已迫在眉睫。 中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。 二、问题的提出 1、原系统简介 中央空调系统改造前的主要设备和控制方式：450冷吨冷气主机2台，型号为特灵二极式离心机，两台并联运行；冷冻水泵和冷却水泵各有3台，型号均为TS-200-150315，扬程32米，配用功率37KW。均采用两用一备的方式运行。冷却塔3台，风扇电机7.5KW，并联运行。 2、原系统的运行及存在问题 由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y—△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3—4倍，在如此大的电流冲击下，接触器的使用寿命大大下降；同时，启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备件费用。 另外,由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化，其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度，以及大流量小温差来掩盖。这样，不仅浪费能量，也恶化了系统的运行环境、运行质量。特别是在环境温度偏低、某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时，将会导致大面积空调室温偏冷，感觉不适，严重干扰中央空调系统的运行质量。因为空调偏冷的问题经常遇到各种想不到的问题造成不少人力资源的浪费。本人提出：“利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却水泵进行改造，以节约电能。” 三、节能改造的可行性分析 改造方案主要有：方案一是通过关小水阀门来控制流量，经测试达不到节能效果。且控制不好会引起冷冻水未端压力偏低，造成高层用户温度过高，也常引起冷却水流量偏小，造成冷却水散热不够，温度偏高；方案二是根据制冷主机负载较轻时实行间歇停机，但再次起动主机时，主机负荷较大，实际上并不省电，且易造成空调时
时间控制器
用途： 1、用于手机、蓄电池、电瓶车的定时充电，防止过充。 2、用于电热水器、电暖器、电饭锅、加湿器、电热油汀、空气净化器等家用电器上，实现家电的自动开关。例如，定时器可在您起床时。 让电热水器为您准备好热水，一天的快乐从此开始。 3、在实行峰谷电价的地区，定时器会为您使用谷电价而效力。 4、用于定时开关的路灯、广告灯箱、门面灯光、大楼外墙的照明控制。为您增辉的同时，合理为您节约开支。 5、用于园林的定时灌溉、定时抽排水、水族饲养。 6、用于监控录像的定时开关、学校定时广播的播放。 总之，定时器可用于一切用电设备的定时启停，合理安排您的生产生活，使您学习工作准时高效。 直接控制功率达4KW；不怕停电；每天走时误差小于0.5秒；按照星期设置，每天最多可设置10次开和10次关动作；安装调试方便；最短控制时间为1分。 功能特点: 1.液晶显示,核心采用多功能微电脑芯片,走时准确,操作简单; 2.对一路输出每天最多可作20次的定时开、关(10开10关,也可以不用那么多次数(任意设置); 3.开关时间可按天或按周循环,最长控制时间168小时,最短控制时间为1分钟; 4.设定程序不受停电的影响,停电时亦能正常显示并记忆设定的时间; 5.高品质外壳,防火耐高温。 性能指标： ＊标准工作电源220V/50Hz ＊计时误差＜±2秒/天 ＊适用电源范围160～240V ＊环境温度-25～60℃ ＊额定电流25A ＊相对温度＜95％ ＊消耗功率＜2V A ＊外形尺寸120×74×58mm ＊时控范围1分～168小时 ＊重量430g ＊有10组开关时间，手动、自动两用 操作说明 定时设置 1、先检查时钟显示是否与当前时间一致，如需重新准，按住“时钟”键的同时，查看显示屏所显示的时 间是否与当前时间一样。分别按住“校星期”、“校时”、“校分”键，将时钟调到当前时间； 2、按一下“定时”键，显示屏左下方出现“1开” 字样(表示第一次开启时间)。然后按“校星期”选择
单片机课程设计(温度控制器)
基于单片机的温度控制器设计 内容摘要：该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词：AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract：The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords：AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言：本课题是基于单片机的温度控制器设计，经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能（加热功能未在仿真中体现）。 1．设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证
嵌入式智能家居控制系统软件设计
本科生毕业设计（论文）开题报告 论文题目：嵌入式智能家居控制系统 软件设计 学院：电气工程学院 专业班级：自动化1204 学生姓名：刘芳春 学号： 120302433 导师姓名：王通 开题时间：2016年 3 月 18 日
1.课题背景及意义 1.1课题研究背景、目的及意义 目前，几乎所有家庭都有使用各种电器设备，电视、电灯、空调、冰箱等。然而，就当前情况来说，这些设备总是被看成单个的、独立的个体使用，而极少出现一个专门的系统来管理它们、或是将它们糅合为一个具有一定“智慧”的设备集合体。这不仅使得设备使用者不得不在控制和管理这些设备上消耗大量时间和精力，而且容易造成设备使用效率不高，浪费宝贵的能源，这不符合节能环保的国家政策方针。 基于这个事实，智能家居的概念应运而生。智能家居又被人们称智能住宅[1]，在国外也叫做Smart Home。智能家居是以个人住所为单位，以控制技术、通信技术计算机技术为基础，以提升人们的日常家居生活为目的的家居控制和管理系统[2]。 由于智能家居是一个最近才得到快速发展的行业，当前有许多地方并未得到充分的研究，也有许多研究成果并未能转化成为实际产品。探寻其本质因素有两个。其一，大多数已有的智能家居产品是针对高消费人群设计和开发的，而没有顾及到占人口绝大多数的低端消费人群。因此，其市场本身就不会太大。其二，许多开发出来的产品在性能上并不完全让消费者满意。当前已有的产品中的大多数，或是存在功能单调、或是存在使用不方便等各种缺乏吸引力的不足之处。 为了改善这一现状，软件部分设计就成了必不可少的工作，软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。对于嵌入式软件而言，系统软件和应用软件的界限并不明显，原因在于嵌入式环境下应用系统的配置差别较大，所需操作系统裁剪配置不同，I/O 操作没有标准化，驱动程序通常需要自行设计[3,4]。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式系统中应用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中[5]。它与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用，由它来管理和协调各项工作，为应用软件提供良好的运行软件环境和开发环境。μC/OS-II 是一个完整的，可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。它通过了美国联邦航空管理局商用航行器的认可，符合航空无线电技术委员会对用于航空设备方面所使用的软件性能提出的DO-178B标准认可。目前已有数百个商业应用的μC/OS，该操作系统的稳定性和可靠性得到了充分的肯定[6,7]。该操作系统在智能家居领域中的应用也越来越广泛。因此对于嵌入式智能家居操作系统的研究也越来越有必要。
霓虹灯时间控制器使用说明
时间控制器使用说明 一、时间控制器结构及用途 取消/恢复按钮：取消/恢复现有/删除数据 校时按钮：调整时间的小时数字 校分按钮：调整时间的分钟数字 校星期：按钮：调整当前星期 自动/手动：默认在自动位置，需要开启时，按此按钮即可达到开、关目的。注意，最后要将指示三角（横杠）调整到自动位置 定时按钮：设置控制器定时动作，按压第一次为第一组开，按压第二次为第一组关，按压第三次为第二组开……以此类推 时钟，在任何设置状态下，返回时控开关的默认正常工作状态 指示灯：红色表示供电正常，绿色表示开启状态 二、时间设定 1. 设置单组动作 首先，按下定时一次，注意屏幕显示：左下角显示第1组的开（1开/ON），中间显示大数字时间，此时间为开灯时间，将其通过按压校时/校分调整到需要开灯的时间。注意上面一排的一、二、三……，如果一周内全天都是同一时间使用，则必须显示一二三四五六七字样，代表周一至周日在此设定时间开启 然后，按下定时一次，注意屏幕显示：左下角显示第1组的关（1关/OFF），中间显示大数字时间，此时间为关灯时间，将其通过按压校时/校分调整到需要关灯的时间。注意上面一排的一、二、三……，如果一周内全天都是同一时间使用，则必须显示一二三四五六七字样，代表周一至周日在此设定时间开启 最后，继续按定时按钮，将第二组及以后各组有数字的，一律按取消/恢复按钮将其变成--：--。按下时钟键，使屏幕恢复到当前时间工作状态，注意，时空开关必须在此状态下才可以正常工作。 2. 设置多组动作 如非必要，不建议使用此种控制方式 设置方法，与单组设置相同，注意组号和星期即可。控制器可根据星期的不同，设置不同的工作日，也可根据时间不同，在一天内多次动作。需要注意的是最后要检查各组，不能有冲突时间，即所有组别中，不可以有同一时间或包含的时间。 三、更改时定时间 调整时控的当前时间和星期 按住时钟按钮不放，依次按压校时、校分、校星期调整到需要显示即可。 四、注意事项 1. 每次调整、查看时控后，必须按一次时钟键，使显示屏恢复到当前时间工作状态； 2. 每次调整后，屏幕下方的指示应放在自动位置； 3. 如当前时间为开灯时间，则将时控手动设置为开，并将指示位置调整为自动； 调整过程中，不可以改变低压线路； KG316T,宇泰通讯
计算机控制课程设计-PID控制器调节
目录 一、前言 ........................................................... 0 二、PID 控制的基本原理和常用形式及数学模型 .. (1) 三、设计内容 (2) 3、1 分析原系统 (2) 3、2 2 P 控制方式： (3) 3、3 PI 控制 (5) 3、4 PID 控制 (8) 四、设计总结 (11) 4、1、结果分析 (11) 4、2、参数的作用 (11) 五、设计工作总结及心得体会 (12) 六、参考文献 (12) 一、前言 PID 控制是最早发展起来的经典控制策略，是用于过程控制最有效的策略之 一。由于其原理简单．技术成熟，在宴际应用中较易于整定，在工业控制中得到了广泛的应用。它最大的优点是不需了解被控对象精确的数学模型，其需在线根据系统误差段误差的变化率等简单参数，经过经验进行调节器参数在线整定，即可取得满意的结果。具有很大的适应性和灵话性。PID 控制中的积分作用可以减少稳态误差，但男一方面也容易导魏积分饱和，使系统的超调量增大。微分作用可提高系统的响应速度，但其对高频干扰特别敏感，甚至会导致系统失稳。所以，正确计算P1D 控制器的参数，有效合理地宴现PID 控制器的设计，对于PID 控制器在过程控制中的广泛应用具有重要的理论和现实意义。 二、PID 控制的基本原理和常用形式及数学模型 具有比例-积分-微分控制规律的控制器，称PID 控制器。这种组合具有三种基本规律各自的特点，其运动方程为： 相应的传递函数为： 图1 PID 控制的结构图 若14 茂名学院 课程设计说明书 课程名称：数字电子技术课程设计 题目：多用时间控制器 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 日期： 2007 年 7 月 8 日 茂名学院 课程设计任务书 一、设计题目 多用时间控制器 二、主要内容及要求 本课题应含数字钟，设计一个可在一天24小时内任意分钟时刻设置存储记忆，并在时钟走到设置时间时输出控制信号，对多路（例如四路）用电器进行开关控制。按照上述要求设计自动打铃器，在上下课时间打铃，铃响时间延续6秒。 技术指标及要求： 1．走时精度，每日误差≤1秒。 2．启动控制时间误差不超过1分钟。 3．控制时间可以任意设置（如铃响时间6秒，音乐声30秒，电饭锅30分）根据设计要求合理选择方案，并完成不少于4000字的设计说明书。 三、进度安排 1．6月20日，老师给出选题内容，课程设计的相关要求，指导时间及任务完成期限。 2．6月23日～6月25日，去图书馆和网上查找相关资料，并且构造整个设计思路。 3．6月26日～6月30日，选择适当的芯片组合电路，并仿真。 4．7月1日～7月6日根据电路的原理写出设计方案。 5．7月7日～7月8日设计方案的检查，修正，改进，按要求打印方案。 四、总评成绩 指导教师 学生签名 茂名学院课程设计说明书 目录 一．设计任务分析 (1) 二．总体设计方案 (1) 2．1时、分、秒电路的设计 (1) 2．2译码显示电路的设计 (2) 2. 3校时电路的设计 (2) 2. 4 EPROM存储电路设计 (4) 2 .5定时执行电路的设计 (5) 三、实验设备 (6) 四、总结 (7) 茂名学院课程设计说明书 一、设计任务分析： 本课题的基本思路是在设计出一个时钟的基础上，利用储存器设定时间，在设定的时间进行打铃。这个装置在日常生活中用得非常广泛。本课题的重点在存储器、定时单元和执行单元。 技术指标及要求： 1．走时精度，每日误差≤1秒。 2．启动控制时间误差不超过1分钟。 3．控制时间可以任意设置（如铃响时间6秒，音乐声30秒，电饭锅30分）二、总体设计方案： 整个思路的框图如下图所示。将标准秒信号送入“秒”计数器，累计60秒发出一个“分”脉冲信号，送到“分”计数器中；分计数器累计60分发出一个“时”脉冲信号，该信号将被送到“时”计数器。“时”计数器采用24进制计数器，实现对一天24小时的显示。 EPROM存储电路是根据计时系统输出状态，产生一脉冲信号，然后去触发EPROM存储器实现定时打铃。定时执行器中的定时单元是数字的定时电路。只要适当地改变“与非”门的接法和计数器的位数，就可以改变定时长短，执行单元通过集电极开路“与非”门的输出端，直接接负载继电器控制电子打铃器。 1.时、分、秒电路的设计 （1）秒信号发生器的设计 本实验要求每日误差≤1秒。，可选用1HZ的标准脉冲。 本设计采用555集成定时器组成多谐振荡器产生1Hz的标准脉冲。555定 目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9) 第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。 1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。 第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下： 一、技术参数 工作压力：220V～50Hz 工作环境：-10°～40℃空载功率：4W 温度显示：00℃～99℃测温精度：±2℃ 水位显示：25 50 80 100 漏电动作电流：10mA0.1s 控制增压泵功率：500W 控制电热带功率：500W 控制电加热功率：1500W（可定制3000（）w）电磁阀：12V- 工作水压0.02～0.8Mpa（可选装低压阀，工作水压0.01～0.4Mpa） 外形尺寸：1.86×116×42（mm） 二、使用方法 安装完毕，接通电源，控制器开始自检，所有图文符号全亮，并发出蜂鸣提示音，自检结束后显示热水器水箱的水温与水位，如水位低于25，水温≤95℃，自动上水至设置水位。控制器按照出厂设定的参数自动运行。控制器五种模式：智能模式、定时模式、恒温模式、恒水位模式、温控模式。 1、智能模式（出厂设置模式） 4：00启动上水至50水位，5：0C启动加热至50℃，保证早晨起床后的洗漱用水：9：00上水至1 00水位，16：00启动加热至60℃，保证晚上有60℃的水供用户使用；若15：00低于80水位，则再补水至80水位。 2、定时模式 若智能模式不能满足您的需求，持续按“上水”键3秒钟启动定时上水模式，持续按“加热”键3秒钟启动定时加热模式，只能模式关闭。 定时模式出厂参数如下： 第一次定时上水时间为“09：00”，第二次、第三次定时上水时间设置为“一一”。三次上水设置水位均为“100水位”。“一一”代表该功能未启动（下同）。 第一次定时加热启动时间为16：00，第二次、第三次定时加热启动时间设置为“一一”。 三次定时加热终止温度均为“60℃”。 如果定时模式出厂参数不能满足您的需求，您可以根据您的需求一次作如下设置，设置期间如10秒钟内没有按键动作则自动退出，所修改的内容自动保存。 2-1定时上水时间和水位设置 持续按“上水”键3秒钟，“定时上水”亮，此时智能模式关闭，蜂鸣提示一声。 2.1.1第一次定时上水时间和水位设置：屏幕显示“定时上水、F1”亮，“09”闪烁（09：F1 表示第一次定时上水时间为9：00）。然后按V键在00：00-23：00、一一范围内设置第一次定时上水时间。继续按“SET”键，此时“定时上水、XX：F1”亮，“水位”闪烁，按V键在50-100范围内设置第一次定时上水停水水位。 2.1.2第二次定时上水时间和水位设置：继续按SET键，此时“定时上水、F2”亮，“一一”闪烁。然后按SET键，此时定时上水、xx：F2亮，水位闪烁，按V键在50-100范围内设置第二次定时上水停水水位。 2.1.3第三次定时上水时间和水位设置：继续按SET键，此时“定时上水、F2”亮，“一一”闪烁。然后按SET键，此时定时上水、xx：F2亮，水位闪烁，按V键在50-100范围内设置第三次定时上水停水水位。 2.2定时加热启动时间和加热终止温度设置 持续按“加热”键3秒，“定时加热”亮，此时智能模式关闭，蜂鸣提示一声。 2.2.1第一次定时加热启动时间和加热终止温度设置：屏幕显示定时加热、F1亮，1.6闪烁（16：F1表示第一次定时加热时间为16：00）.然后按V键在00：00-23：00、一一范围内设置第一次定时加热时间。继续按SET键，此时定时加热、XX：F1亮。60℃闪烁，按V键在40℃-60℃范围 电动车无刷电机控制器软件设计详解作者:谢渊斌原作发表在《电子报2007年合订本》下册版权保留，转帖请注明出处本文以MICROCHIP公司所生产的PIC16F72为基础说明软件编程方面所涉及的要点，此文所涉及的源程序均以PIC的汇编语言为例。由于软件不可避免需与硬件相结合，所以此文可能出现硬件电路图或示意图。本文适合在单片机编程方面有一定经验的读者，有些基础知识恕不一一介绍。我们先列一下电动车无刷马达控制器的基本要求：功能性要求：1.电子换相2.无级调速3.刹车断电4.附加功能a.限速b.1+1助力c.EBS柔性电磁刹车d.定速巡航e.其它功能(消除换相噪 音，倒车等)安全性要求：1.限流驱动2.过流保护3.堵转保护3.电池欠压保护4.节能和降低温升5.附加功能(防盗锁死，温升限制等)6.附加故障检测功能从上面的要求来看，功能性要求和安全性要求的前三项用专用的无刷马达驱动芯片加上适当的外围电路均不难解决，代表芯片是摩托罗拉的MC33035，早期的控制器方案均用该集成块解决。但后来随着竞争加剧，很多厂商都增加了不少附加功能，一些附加功能用硬件来实现就比较困难，所以使用单片机来做控制的控制器迅速取代了硬件电路芯片。但是硬件控制和软件控制有很大的区别，硬件控制的反应速度仅仅受限于逻辑门的开关速度，而软件的运 行则需要时间。要使软件跟得上电机控制的需求，就必须要求软件在最短的时间内能够正确处理换相，电流限制等各种复杂动作，这就涉及到一个对外部信号的采样频率，采样时机，信号的内部处理判断及处理结果的输出，还有一些抗干扰措施等，这些都是软件设计中需要再三仔细考虑的东西。PIC16F72是一款哈佛结构，精简指令集的MCU，由于其数据总线和指令总线分开，总共35条单字指令，0-20M的时钟速度，所以其运算速度和抗干扰性能都非常出色，2K 字长的FLASH程序空间，22个可用的IO 口，同时又附加了3个定时/计数器，5个8位AD口，1个比较/捕捉/脉宽调制器，8个 自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计 专业电气工程及其自动化 姓名 班级 学号 指引教师 机电工程学院 12月 目录一课程设计设计目 二设计任务 三设计思想 四设计过程 五应用simulink进行动态仿真六设计总结 七参照文献 一、课程设计目： 通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上，用MATLAB实现系统仿真与调试。 二、设计任务： 速度伺服控制系统设计。 控制系统如图所示，规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k，以 t 使系统阻尼比等于0.5，并估算校正后系统性能指标。 三、设计思想： 反馈校正： 在控制工程实践中，为改进控制系统性能，除可选用串联校正方式外，经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度，加速度反馈，执行机构输出及其速度反馈，以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正，。从控制观点来看，采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果，并且尚有许多串联校正不具备突出长处：第一，反馈校正能有效地变化 被包围环节动态构造和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性，反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。 该设计应用是微分负反馈校正： 如下图所示，微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s （）=00t G s 1G (s)K s +（）=22t 1T s T K s ζ+（2+）+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中，'ζ=ζ+t K 2T ，表白微分负反馈不变化被包围环节性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小，振荡次数减小，改进了系统平稳性。 微分负反馈校正系统方框图 课程设计任务书 学生姓名：张亚男专业班级：通信1104班 指导教师：李政颖 工作单位：信息工程学院 题目: 温度控制系统的设计 初始条件：TEC半导体制冷器、UA741 运算放大器、LM339N电压比较器、稳压管、LM35温度传感器、继电器 要求完成的主要任务: 一、设计任务：利用温度传感器件、集成运算放大器和Tec(Thermoelectric Cooler， 即半导体致冷器)等设计一个温度控制器。 二、设计要求：（1）控制密闭容器内空气温度 （2）控制容器容积>5cm*5cm*5cm （3）测温和控温范围0℃~室温 （4）控温精度±1℃ 三、发挥部分：测温和控温范围：0℃~（室温+10℃） 时间安排：19周准备课设所需资料，弄清各元件的原理并设计电路。 20周在仿真软件multisim上画出电路图并进行仿真。 21周周五前进行电路的焊接与调试，周五答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 温度控制系统的设计 1.温度控制系统原理电路的设计 (3) 1.1 温度控制系统工作原理总述 (3) 1.2 方案设计 (3) 2.单元电路设计 (4) 2.1 温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (4) 2.2 电压信号的处理单元——运算放大器 (5) 2.3 电压值表征温度单元——万用表 (7) 2.4 电压控制单元——迟滞比较器 (8) 2.5 驱动单元——继电器 (10) 2.6 TEC装置 (11) 2.7 整体电路图 (12) 3.电路仿真 (12) 3.1 multisim仿真 (12) 3.2 仿真分析 (14) 4.实物焊接 (15) 5.总结及体会 (16) 6.元件清单 (18) 7.参考文献 (19) 平开门机控制器使用说明书 产品型号：阿尔卡诺PM-120 系统方式：机电一体智能控制 使用对象：二路五线内（外）开式平开门机 电气参数： 输入电压：AC220V±15% 输出电压：DC26V±15% 每路额定电流：7A 遥控方式：无线电编码 遥控距离：空旷100米（无障碍物） 主要功能及特点 1、手动控制“开”、“停”、“关” 2、遥控控制“开”、“停”、“关” 通过“开”、“停”、“关”按键分别控制“开门”、“停止”、“关门” 3、键盘加锁功能：通过遥控器上的“锁”键，可对主机及遥控器的按键进行加锁 通过遥控器上的“停”键，可对主机及遥控器的按键进行解锁 4、时间保护：电机运行一段时间后（1～31秒可调，出厂时调在31秒），自动停止 5、防雷击保护；限位输入采用防雷击保护电路，防止因输入引线太长而遭雷击故障 6、红外防撞功能：配合专用的红外线探头，门在关闭过程中如遇障碍物（人或车）可 自动停止并后退 7、过负荷保护 控制器右边的电位器用于调整电机前进的阻力（压力1对应1号电机，压力2对应 2号电机），当电机前进的阻力超过一定范围，控制器会自动停机。 8、可通过主机或遥控器按键任意切换“单开2号门”或“双开两门”（参照主板接线图）安装使用方法 安装：按照接线座上的标记安装 限位1：接1号电机限位 O、L：接开门限位V+：接限位公共线C、L：接关门限位电机1：接1号电机（+：正极－：负极） ⊥：接地线 电源220V：220V电压输入（L：火线N：零线） 限位2：接2号电机限位 O、L：接开门限位V+：接限位公共线C、L：接关门限位电机1：接2号电机（+：正极－：负极） 电锁：接24V电锁 红外：接红外防撞探头 +24V：接双线探头红线IN：接双线探头黑线 使用： 1、选择遥控加锁：拨码开关的第8位“加锁”选择遥控锁是否有效，跳线器插上遥 控锁有效，拨起遥控锁无效 2、选择时间保护：拨码开关的第5～1位的“时间”选择开门时间，时间调整范围为 1～31秒。 3、选择保护压力：控制盒右边的两个电位器用于调整电机过负荷保护的压力，顺时 针方向调整压力加大，逆时针压力减小。 4、单开、双开切换： 同时按下“停”“关”两键达三秒钟，关指示灯闪两下，切换到单开2号电机。按 下 基于MＡTＬAB的ＰID控制器设计报告 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: 基于ＭＡT ＬAB 的PI Ｄ 控制器设计 一.PID 控制简介 PID 控制是最早发展起来的经典控制策略， 是用于过程控制最有效的 策略之一。由于其原理简单、技术成，在实际应用中较易于整定， 在工业控制中得到了广泛的应用。它最大的优点是不需了解被控对象精确的数学模型,只需在线根据系统误差及误差的变化率等简单参数, 经过经验进行调节器参数在线整定, 即可取得满意的结果， 具有很大的适应性和灵活性。 PID 调节器是一种线性调节器，它根据给定值)(t r 与实际输出值)(t c 构成的 控制偏差: )(t e =)(t r －)(t c 将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制,故称为ＰID 调节器。在实际应用中，常根据对象的特征和控制要求，将P 、I 、D 基本控制规律进行适当组合，以达到对被控对象进行有效控制的目的。例如,P 调节器，PI 调节器,PI Ｄ调节器等。 综上我选择P ＩＤ调节： 比例调节反应速度快，输出与输入同步,没有时间滞后，其动态特性好,但是比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值,而产生余差。比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值，而产生余差。在实际应用中为了达到更高的要求,常根据对象的特征和控制要求，将P 、I 、D 基本控制规律进行适当组合,以达到对被控对象进行有效控制的目的。所以我选择ＰID 调节。 P ＩD 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。这种控制器输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系。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 扬州大学能源与动力工程学院 题目：可编程作息时刻操纵器设计课程：单片机原理及应用课程设计专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 第一部分 任 务 书 《单片机原理及应用》课程设计任务书 一、课题名称 详见《单片机课程设计题目（一）》：要紧是软件仿真，利用Proteus软件进行仿真设计并调试； 《单片机课程设计题目（二）》：要紧是硬件设计，利用单片机周立功实验箱进行设计并调试。 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，它对关心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、提高学生全面素养具有专门重要的意义。 《单片机原理及应用》是一门理论性、有用性和实践性都专门强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪 器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的差不多技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 三、课程设计内容 设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统，并完成相应的软硬件调试。 1. 系统方案设计：综合运用单片机课程中所学到的理论知识，学生依照所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。 2. 硬件电路设计：对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。 3. 软件设计：依照已设计出的软件系统框图，用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。 4. 调试：在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试；或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。 四、课程设计要求 设计一个以单片机为核心的可编程作息时刻操纵器：按照给定的时刻模多用时间控制器
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