计算机控制课程设计题目

《计算机控制》课程设计

一、课程设计要求

1.1 方案设计：

1)完成控制系统的分析、设计；

2)选择元器件,完成电路设计，控制器采用MCS-51系列单片机(传感器、功率接口以

及人机接口等自行设计)，使用Protel绘制原理图；

3)编程实现单片机上的控制算法，并上机调试。

1.2 报告内容:

1)控制系统仿真和设计步骤，应包含性能曲线、采样周期的选择、数字控制器的脉冲

传递函数和差分方程；

2)元器件选型，电路设计，以及绘制的Protel原理图；

3)软件流程图，以及含有详细注释的源程序，运行结果；

4)设计工作总结及心得体会；

5)列出所查阅的参考资料。

二、报告要求

1)每人提交一份打印的报告（A4纸，上侧两钉装订）。

2)报告要采用统一的封面和设计任务书（格式见附录）。

3)报告内容要求见设计任务书，其中原理图应至少包括单片机、AD和DA部分，源程

序采用C或者汇编语言编写均可。

4)报告中，各节标题用小三宋体加粗排版，正文字号用小四宋体排版，1.5倍行距。

公式用公式编辑器输入，流程图用Visio绘制，注意开始、结束、分支、判断等要采用标准图示方法。注意调整图的大小以节约版面和保持美观，以能看清楚最小的文字和符号为准。程序代码用五号字体排版。

三、时间安排

6.28~

7.3号，前期理论分析、查阅文献、设计

7.4~8号，画原理图、上机编程、仿真，实验室地点H405

验收时间：7月9日8:00 H405

四、注意事项

1)课程设计上机时间考核出勤，需要签到。可以自己带笔记本电脑到实验室做课程设

计。

2)验收时除了报告外，还应该提供和报告中一致的设计资料、Protel图、程序代码、

MATLAB绘制的响应曲线和频率特性曲线等资料和数据。

3)对于周期T的选择、单片机和A/D、D/A等的型号选择有说明。. 考虑算法编排结

构。考虑单片机定时、单片机A/D、D/A操作等的实现方法。

五、附录

附录一计算机控制课程设计题目

附录二报告封面格式

附录三设计任务书格式

附录一 计算机控制课程设计题目

1、超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

1()(0+=

s s K

s G ，采用模拟设计法设计超前校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 当

t r =时，

稳态误差不大于0.1；(2) 开环系统截止频率6≥c ωrad/s ；(3) 相角裕度o 60≥γ; (4) 幅值裕度10≥h dB 。

2、超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

15.0()(0+=

s s K

s G ，采用模拟设

计法设计超前校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 速度误差20=Kv ；(2) 相角裕度o 50≥γ; (3) 幅值裕度10≥Kg dB 。

3、滞后校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

12.0)(11.0()(0++=

s s s K

s G ，采用

模拟设计法设计滞后校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 速度误差系数30=v K ； (2) 开环系统截止频率3.2≥c ω rad/s ； (3) 相位裕度o 40≥γ (4) 幅值裕度10≥Kg dB 。

4、滞后校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

125.0)(1()(0++=

s s s K

s G ，采用模

拟设计法设计滞后校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 单位恒速输入时的稳态误差为0.2； (2) 相位裕度o 40≥γ，s rad c /5.0≥ω。

5、滞后-超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)160

)(110()(0++=

s

s s K s G ，采用模

拟设计法设计滞后-超前校正数字控制器，使校正后的系统满足如下

指标：(1) 当t r =时，稳态误差不大于1/126； (2) 开环系统截止频率20≥c ω rad/s ； (3) 相位裕度o 35≥γ。

6、滞后-超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

2)(1(2)(0++=

s s s K

s G ，采用模拟

设计法设计滞后-超前校正数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：(1) 静态速度误差系数为10， 2) 相位裕度o 45≥γ，幅值裕度10≥Kg dB 。

7、串联校正综合法控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

102.0)(112.0()(0++=

s s s K

s G ，采

用模拟设计法设计数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：70≥Kv ，%40≤p M ，s t s 1≤。

8、串联校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

125.0)(105.0(10

)(++=

s s s s G ，采

用模拟设计法设计数字控制器，使校正后的系统满足如下指标：相对谐振峰值4.1=r M ，谐振频率s rad /10>τω。

9、串联滞后校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

104.0()(+=

s s K

s G ，采用模拟设

计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度输入时，稳态误差不大于1%，相角裕度o c 45)(≥ωγ。

10、串联校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

11.0)(101.0()(005.0++=-s s s Ke s G s

，采用

模拟设计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度输入时，稳态误差等于0.01，相角裕度o c 45)(≥ωγ。

11、超前校正控制器设计

设单位反馈系统的开环传递函数为)

101.0)(11.0(100

)(++=

s s s s G ，采用

模拟设计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度误差系数不