大林控制器设计与仿真要求
课题与任务： 已知控制对象的传递函数为 1244+-s e s
采样周期取1秒。设计该系统的可以消除振铃的数字控制器 )(z D 并应用仿真该数字控制器的控制特性，寻求最佳参数。
一、设计目的
1、掌握大林控制器的设计步骤。
2、了解大林算法的时间常数对系统的影响。
3、了解振铃现象对大林控制器的影响。
4、掌握消除振铃的方法。
二、设计内容
1、系统结构如图
采样周期T=0.2s ，大林设计目标定为：
2、根据被控对象设计相应的大林控制器。计算机输入为E(Z)，输出为U(Z)。
3、分析振铃现象产生的原因。
4、掌握一种消除振铃的方法。
三、设计步骤
1、根据被控对象，设计一个大林控制器。将控制器参数填入数据表格。
2、编写程序并运行，对照输入R 观察输出C 波形，记录Mp 、Ts 。将结果填入数 据表格。若控制效果不满意，可适当调整K0—K3，P1—P3，直至满意。
3、斜坡输入时，运行程序观察输出C 的波形，了解大林算法对斜坡输入响应特 性。
4、在输入为R 时启动大林算法程序，对照输入R 观察输出C 的波形，再观察控 制器输出U 的波形，应有振铃产生，记录振铃幅值RA ，填入表格，记录参数。
5、若有振铃，找到引起振铃的因子，修改D(Z)参数，重新运行程序，看是否消除振铃，并观察输出C，记录参数，将修改后的D(Z)的参数与结果填入表中。
大林算法课程设计
摘要 在控制系统应用中，纯滞后环节往往是影响系统动态特性的不利因素。工业过程中如钢铁，热工和化工过程中往往会有纯滞后环节。对这类系统，控制器如果设计不当，常常会引起系统的超调和持续振荡。由于纯延迟的存在，使被控量对干扰、控制信号不能即时的反映。即使调节机构接受控制信号后立即动作，也要经过纯延时间t后才到达被控量，使得系统产生较大的超调量和较长的调节时间。当t>=0.5T（T为对象的时间常数）时，实践证明用PID控制很难获得良好的控制品质。对这类具有纯滞后环节系统的控制要求，快速性往往是次要的，通常要求系统稳定，要求系统的超调量要小，而调整时间允许在较多的采样周期内结束。 这样的一种大时间滞后系统采用PID控制或采用最少拍控制，控制效果往往不好。本课程设计介绍能满足上述要求的一种直接数字控制器设计方法——大林（Dahlin)算法。 关键字：纯滞后、大林（Dahlin)算法
目录 0引言 (1) 1被控对象模拟与计算机闭环控制系统的构成 (2) 1.1被控对象 (2) 2大林算法 (3) 2.1一阶被控对象的达林算法 (3) 3振铃现象和消除方法 (4) 3.1振铃现象的产生 (4) 3.1.1振铃现象的分析 (4) 3.2振铃幅度RA (6) 3.3振铃现象的消除 (6) 3.4Simulink 仿真 (7) 4一种改进的消除振铃现象的方法 (9) 5总结 (10) 参考文献 (11)
0引言 大林算法是由美国IBM公司的大林(Dahllin)于1968年针对工业生产过程中含纯滞后的控制对象的控制算法。该算法的设计目标是设计一个合适的数字控制器，使整个系统的闭环传递函数为带有原纯滞后时间的一阶惯性环节。大林算法是运用于自动控制领域中的一种算法，是一种先设计好闭环系统的响应再反过来综合调节器的方法。设计的数字控制器（算法）使闭环系统的特性为具有时间滞后的一阶惯性环节，且滞后时间与被控对象的滞后时间相同。此算法具有消除余差、对纯滞后有补偿作用等特点。
电子设计仿真与虚拟实验课程设计
成都理工大学 电子设计仿真与虚拟实验 课程设计 题目名称：红外自动洗手器的设计 学院名称：信息技术与科技学院 所属专业：信息工程 学生姓名：** 学号：2012130102** 班级：信息工程2班 是否选课：已选课（但名单上没名字） 邮箱：*********@https://www.360docs.net/doc/317748132.html, 日期：2014-4-20
一、设计的题目及其要求 （1）设计题目 红外自动洗手器的设计 （2）课程设计的目标、基本要求及其功能： 1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置； 2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间2S以内）， 水龙头也能自动出水； 3、工作电源为交流220V； 4、灵敏度可调； 二、设计方案 根据设计要求，其可分为四部分：第一部分：电源，电源有变压器，桥式整流器，稳压器，滤波电容组成；第二部分：红外发射与接收电路；第三部分：由LM567组成的锁相环音频译码器；第四部分：单稳态延时NE555。 系统总框图： 三、各功能模块设计 1、电源辅助材料的设计
1）工作原理图 2）功能描述及工作原理 220V 交流电路经变压器T 降压，变为10V 交流电，再由D1-D4桥式整流，电解电容C1滤波，三端稳压集成电路7805稳压，得到5V 直流电供给控制电路工作，LED1为电源指示灯。其波形图如下： 3）集成电路的封装 二极管的封装： DIODE0.3A 电解电容的封装：RB.2/.4 电容的封装：CAP0.2A 电阻的封装：AXIAL0.3 7805的封装：78XX LED 的封装：LED
2、红外发射与接收电路的设计 1）工作原理图 2）功能描述 （1）、LM358内部结构及特性 LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 特性(Features): 内部频率补偿 直流电压增益高(约100dB) 单位增益频带宽(约1MHz) 电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5一±15V) 红外发射电路
大林算法课程设计报告
微型计算机控制技术课程设计报告 班级：自动化901 A B C
一、课题名称 大林算法控制系统设计 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 已知被控对象的传递函数为： 采样周期为T=0.5s ，用大林算法设计数字控制器D(z)，并分析是否会产生振铃现象。 四、课程设计要求 1、用大林算法设计数字控制器D(z) ； 2、在 Simulink 仿真环境画出仿真框图及得出仿真结果，画出数字控制； 3、绘制并分析数字控制器的振铃现象； 4、对振铃现象进行消除; 5、得出仿真结果并进行仿真分析; 6、程序清单及简要说明; 7、成设计说明书（列出参考文献，以及仿真结果及分析）。 五、大林算法控制系统方案设计 在控制系统应用中，纯滞后环节往往是影响系统动态特性的不利因素。工业过程中如钢铁，热工和化工过程中往往会有纯滞后环节。对这类系统，控制器如果设计不当，常常会引起系统的超调和持续振荡。 由于纯延迟的存在，使被控量对干扰、控制信号不能即时的反映。即使调节机构接受控制信号后立即动作，也要经过纯延时间t 后才到达被控量，使得系统产生较大的超调量和较长的调节时间。当t >=0.5T （T 为对象的时间常数）时，实践证明用PID 控制很难获得良好的控制品质。 对这类具有纯滞后环节系统的控制要求，快速性往往是次要的，通常要求系统稳定，要求系统的超调量要小，而调整时间允许在较多的采样周期内结束。 这样的一种大时间滞后系统采用PID 控制或采用最少拍控制，控制效果往往不好。本节介绍能满足上述要求的一种直接数字控制器设计方法 ——达林(Dahlin)算法 ()1s e G s s -=+
基于大林算法的温度控制系统设计说明
计算机控制技术课程设计2015/2016学年第二学期 设计课题：基于大林算法的电路温度控制系统的设 计 专业：__ __ 班级： __ _ 学号：___ _______ 姓名：_______ _ _____ 2016年5月
目录 第一章课题简介 (1) 1.1课题的目的 (1) 1.1.1 本机实现的功能 (1) 1.1.2 扩展功能： (1) 1.2课题的任务及要求 (1) 第二章系统方案设计 (2) 2.1 水温控制系统的总体介绍 (2) 2.2 系统框图 (2) 2.3 闭环系统的工作原理 (2) 第三章系统硬件设计 (3) 3.1 系统原理图 (3) 3.2 单片机最小系统设计 (3) 第四章大林控制算法设计 (5) 4.1 大林控制算法原理： (5) 4.2 控制器的设计及公式推导过程 (6) 4.3 采样周期的选择： (7) 第五章水温控制系统的仿真 (7) 5.1振铃现象 (7) 5.2 Matlab仿真 (9) 5.2 大林算法控制系统编程设计： (10) 5.3各模块子程序设计 (11) 5.3.1主程序设计 (11) 5.3.2读出温度子程序 (12) 5.5.3数码管显示模块 (13) 5.5.4温度处理程序 (14) 第六章小结与体会 (15) 第七章参考文献 (16) 第八章附录 (17)
第一章课题简介 1.1课题的目的 1.1.1 本机实现的功能 （1）利用温度传感器采集到当前的温度，通过AT89S52单片机进行控制，最后通过LED数码管以串行口传送数据实现温度显示。 （2）可以通过按键任意设定一个恒定的温度。 （3）将水环境数据与所设置的数据进行比较，当水温低于设定值时，开启加热设备，进行加热；当水温高于设定温度时，停止加热，从而实现对水温的自动控制。 （4）当系统出现故障，超出控制温度围时，自动蜂鸣报警。 1.1.2 扩展功能： （1）具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。（2）采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。 （3）温度控制的静态误差。 1.2课题的任务及要求 一升水由800W的电热设备加热，要求水温可以在一定围由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。 （1）温度测量围：10~100℃，最小区分度不大于1℃。 （2）控制精度在0.2℃以，温度控制的静态误差小于1℃。 （3）用十进制数码管显示实际水温。
六款主流电子电路仿真软件优缺点比较
六款主流电子电路仿真软件优缺点比较 随着电子电路仿真技术的不断发展，许多公司推出了各种功能先进、性能强劲的仿真软件。既然它们能百家争鸣，那么肯定是在某些方面各有优劣的。本文主要针对Multisim、Tina、Proteus、Cadence、Matlab仿真工具包Simulink及Altium Designer等这六款软件的优缺点做了对比分析，具体的跟随小编一起来了解一下。 （1）Multisim在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。在我们参加电子竞赛的时候，特别是模拟方向的题目，我们用得最多的仿真软件就是Multisim。同时，Multisim不仅支持MCU，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。 Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。 （2）TinaTina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全。在比赛时经常用到TI公司的元器件，当在Multisim找不到对应的器件时，我们就会用到Tina来仿真。 Tina的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。 （3）ProteusProteus作为一款集电路仿真、PCB设计、单片机仿真于一体软件，它不仅含有大量的基于真实环境的元器件，支持众多主流的单片机型号及通用外设模型，还提供最优秀的实时显示效果，它的动态仿真是基于帧和动画的，因此提供更好的视觉效果。Proteus支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、A VR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试。
电子仿真与制作心得体会
《电子制作技术与工艺》课程学习心得与总结 学院：核自 专业：地球化学 班级：一班 学号：201006030107 姓名：吴鹏
《电子制作技术与工艺》课程 学习心得与总结 大学的选修课是为了丰富大学生的知识、提高大学生的文化、科学、技术、道德等各方面的素养水平而开设的课程。大学是培养人才的摇篮，是我们储备知识的摇篮，在大学里，学校设置了一些灵活多样的选修课，这丰富了我们的课余生活。因此，这学期我选修了一门叫做电子仿真与制作的课程，这是属于理科类的课程。以前，虽然在高中的时候我是学习理科的，但是到了大学，学习的是管理类的专业，时过一年，我对电子电路知识已经遗忘了，因此对于电子仿真与制作的学习只是停留在了基础知识的简单了解上，但这些知识也是很有趣的，为我枯燥的文科学习增添了一点趣味。 在短短的这几个课时里，通过这学期在选修课上的学习，使我对电子仿真与制作方面的知识有了一定的了解。老师主要是给我们简单地介绍了电子仿真相关的知识，印象深刻的是老师给我们介绍了Multisim的电子电路仿真软件，它是用于电子电路的模拟的，还有集成电路的知识。课堂上，老师常常播放视频，通过视频让我们更直观得了解到诸如：焊接、芯片、电阻、电容等知识，提高了我们的学习兴趣。以下是我对电子仿真与制作课程学习的一些总结与感想。 首先通过学习，我认识到什么是电子电路仿真，就是用图形化的显示方式或数字模拟方式对电子电路的实际工作状态进行虚拟现实的模拟，用计算机实现电路功能和电路特性的分析。看来，计算机的发展真的给我们带来了便利，现在通过各种软件我们可以对现实的事物做一些虚拟，方便了我们的实验。
其次，通过学习，我认识了一些电子元件，这些是做实验的基础知识。如：线路板，它是各种电子元件，线路的载体，电子新产品的心脏所在地。还有一些基本元件，如：电阻，它是电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗（功率）的部分，它在电路中起着限流，分压，偏置等作用。还有电容，它是衡量导体储存电荷能力的物理量，它的主要特性是隔直流通交流，电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小。还有电感线圈(电感)，具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。最重要的是了解到了集成电路，它是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为IC，也俗称芯片。对待这短短的几次课，我保证每次课都去，因此也在课堂上收获了不少。这些就是我在课堂上学习到的简单的知识，简单但是有趣。 然后，是对电子电路仿真软件Multisim的了解。Multisim软件就是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim 是一个完整的集成化设计环境。它的特点有：直观的图形界面、丰富的元器件库、丰富的测试仪器、完备的分析手段、强大的仿真能力。电子仿真运用了诸如Multisim的仿真软件，具有重大的意义。减少设计、研究费用，节约和避免浪费，高效，高利用率，减少损耗、运输和运行成本；缩短设计、研究时间。性能改善，提供观测评估分析能力，减少对抗，预防不确定和不利情况；提高设计可靠性。模拟偶然事件，紧急事件，提高安全性。 印象深刻的是焊接芯片，老师给我们播放了视频，我们清楚详细地观看了焊接的整个过程。用到的工具是电烙铁。电烙铁，是电子制作必要工具，主要用途是焊机接元件及导线。通过观看视频，我感觉到焊接真的是一个精湛的技术，想要焊接地好，需要你的手法熟练。使用烙铁时，烙铁的温度太低则熔化不了焊锡，或者使焊点未完全熔化而成不好看、不可靠的样子。太高又会使烙铁“烧死”（尽管温度很高，却不能蘸上锡）。另外也
大林算法控制系统设计
扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告 题目：大林算法控制系统设计 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： 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 大林算法控制系统设计 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：大林控制算法。 3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、大林算法控制程序、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： 5 10 0.5 1.5(), ()(1)(0.81) (1)(0.41) s s G s e G s e s s s s --= = ++++8 8 10.5(), ()(0.81)(0.41)(0.41)(0.51) s s G s e G s e s s s s --==++++5 8 1.52(), ()(1)(0.21) (0.81)(0.21) s s G s e G s e s s s s --= = ++++ 5 5 12(), ()(0.81)(0.31) (0.81)(0.21) s s G s e G s e s s s s --= = ++++
电子线路实验设计与仿真
目录 第一章基本使用方法及数字电路仿真实验实验一基本门电路在脉冲电路中的应用 实验二555时基集成电路 实验三用Protel99SE对单稳态电路进行信号分析 实验四中规模集成组合电路 实验五典型触发器的功能和应用 实验六移位寄存器及应用 实验七计数译码及显示 实验八时序电路逻辑设计应用举例 实验九实用电路应用举例 第二章模拟电路仿真实验 实验一单管共射放大器 实验二两管负反馈放大器 实验三RC文氏桥振荡电路 实验四方波、三角波发生器 实验五共集－共基放大器 实验六多谐振荡器－互补输出－微分器－整流器－积分器实验七互补振荡器 实验八正弦波调制 实验九由运放构成的FSK电路
第一章基本使用方法及数字电路仿真实验 实验一：基本门电路在脉冲电路中的应用 一．实验目的 1．学习Protel99SE的基本操作，如：器件库的调用，元器件的摆放，属性的设定，连线。 2．结合基本门电路在脉冲电路中的应用，绘制出简单的原理图。 二．实验原理 与门(AND)、或门(OR)和非门(NOR)是三种最基本的门电路，它们是构成其他组合电路的基本单元。其电路逻辑符号如下： Y=A . B Y=A+B Y=/A 下面列举它们几个基本应用： 1．多谐振荡器： a．环形振荡器最简单的多谐振荡器是由奇数个反相器组成的环形振荡器。见图1-1。 图1-1 b．电容反馈多谐振荡器见图1-2。 图1-2 2．单稳态触发器 a．积分型单稳态触发器见图1-3。 图1-3 b．微分型单稳态触发器见图1-4。
图1-4 三．实验步骤及方法 下面我们以积分型单稳态触发器为例，详细介绍如何绘制原理图。 1．新建一个设计（实验1.SCH），进入设计原理图的SCH设计系统。 用菜单File/New新建一设计，命名，选择文件路径，然后进入Protel99SE的标准界面。（图1-5）左边的Explorer类似于windows的资源管理器。进入Documents 目录，用File/New命令，（或者直接点右键），系统弹出打开文件类型的对话框。我们选择SCH图标，即进入设计原理图的SCH设计系统，同时系统界面变为SCH的设计界面。（图1-6） 图1-5
控制系统的极点配置设计法
控制系统的极点配置设计法 一、极点配置原理 1.性能指标要求 2.极点选择区域 主导极点： n s t ζω 4 = ；当Δ=0.02时，。 n s t ζω 3 = 当Δ=0.05时,
3.其它极点配置原则 系统传递函数极点在s 平面上的分布如图（a ）所示。极点s 3距虚轴距离不小于共轭复数极点s 1、s 2距虚轴距离的5倍，即n s s ξω5Re 5Re 13=≥（此处ξ，n ω对应于极点s 1、s 2） ；同时，极点s 1、s 2的附近不存在系统的零点。由以上条件可算出与极点s 3所对应的过渡过程分量的调整时间为 135 1 451s n s t t =?≤ ξω 式中1s t 是极点s 1、s 2所对应过渡过程的调整时间。 图（b ）表示图（a ）所示的单位阶跃响应函数的分量。由图可知，由共轭复数极点s 1、s 2确定的分量在该系统的单位阶跃响应函数中起主导作用，即主导极点。因为它衰减得最慢。其它远离虚轴的极点s 3、s 4、s 5 所对应的单位阶跃响应衰减较快，它们仅在极短时间内产生一定的影响。因此，对系统过渡过程进行近似分析时。可以忽略这些分量对系统过渡过程的影响。 n x o (t) （a ） （b ） 系统极点的位置与阶跃响应的关系
二、极点配置实例 磁悬浮轴承控制系统设计 1.1磁悬浮轴承系统工作原理 图1是一个主动控制的磁悬浮轴承系统原理图。主要由被悬浮转子、传感器、控制器和执行器(包括电磁铁和功率放大器)四大部分组成。设电磁铁绕组上的电流为I0，它对转子产生的吸力F和转子的重力mg相平衡，转子处于悬浮的平衡位置，这个位置称为参考位置。 （a）（b） 图1 磁悬浮轴承系统的工作原理 Fig.1 The magnetic suspension bearing system principle drawing 假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，转子就会偏离其参考位置向下运动，此时传感器检测出转子偏离其参考位置的位移，控制器将这一位移信号变换成控制信号，功率放大器又将该控制信号变换成控制电流I0+i，控制电流由I0增加到I0+i，因此，电磁铁的吸力变大了，从而驱动转子返回到原来的平衡位置。反之，当转子受到一个向上的扰动并向上运动，此时控制器使得功率放大器的输出电流由I0，减小到I0-i，电磁铁的吸力变小了，转子也能返回到原来的平衡位置。因此，不论转子受到向上或向下的扰动，都能回到平衡状态。这就是主动磁轴承系统的工作原理。即传感器检测出转子偏移参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测到的位移信号变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力从而使转子维持其悬浮位置不变。悬浮系统的刚
可编程控制器控制系统设计方法
可编程控制器控制系统设计方法 一、问题提出 可编程控制器技术最主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统，在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。 二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤 1 ．系统设计的主要内容 （ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据； （ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构； （ 3 ）选定 PLC 的型号；
（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图； （ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计； （ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系； （ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件； （ 8 ）编写设计说明书和使用说明书； 根据具体任务，上述内容可适当调整。 2 ．系统设计的基本步骤 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。图 1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤
（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。 b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。 （ 2 ）确定 I/O 设备 根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 （ 3 ）选择合适的 PLC 类型 根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、I/O 模块的选择、电源模块的选择等。
仿真电路心得体会.doc
仿真电路心得体会 篇一：电子仿真与制作心得体会 《电子制作技术与工艺》课程学习心得与总结 学院：核自 专业：地球化学 班级：一班 学号： 姓名：吴鹏 201006030107 《电子制作技术与工艺》课程 学习心得与总结 大学的选修课是为了丰富大学生的知识、提高大学生的文化、科学、技术、道德等各方面的素养水平而开设的课程。大学是培养人才的摇篮，是我们储备知识的摇篮，在大学里，学校设置了一些灵活多样的选修课，这丰富了我们的课余生活。因此，这学期我选修了一门叫做电子仿真与制作的课程，这是属于理科类的课程。以前，虽然在高中的时候我是学习理科的，但是到了大学，学习的是管理类的专业，时过一年，我对电子电路知识已经遗忘了，因此对于电子仿真与制作的学习只是停留在了基础知识的简单了解上，但这些知识也是很有趣的，为我枯燥的文科学习增添了一点趣味。 在短短的这几个课时里，通过这学期在选修课上的学习，使我对电子仿真与制作方面的知识有了一定的了解。老师主要是给我们简单地介
绍了电子仿真相关的知识，印象深刻的是老师给我们介绍了multisim 的电子电路仿真软件，它是用于电子电路的模拟的，还有集成电路的知识。课堂上，老师常常播放视频，通过视频让我们更直观得了解到诸如：焊接、芯片、电阻、电容等知识，提高了我们的学习兴趣。以下是我对电子仿真与制作课程学习的一些总结与感想。 首先通过学习，我认识到什么是电子电路仿真，就是用图形化的显示方式或数字模拟方式对电子电路的实际工作状态进行虚拟现实的模拟，用计算机实现电路功能和电路特性的分析。看来，计算机的发展真的给我们带来了便利，现在通过各种软件我们可以对现实的事物做一些虚拟，方便了我们的实验。 其次，通过学习，我认识了一些电子元件，这些是做实验的基础知识。如：线路板，它是各种电子元件，线路的载体，电子新产品的心脏所在地。还有一些基本元件，如：电阻，它是电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗（功率）的部分，它在电路中起着限流，分压，偏置等作用。还有电容，它是衡量导体储存电荷能力的物理量，它的主要特性是隔直流通交流，电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小。还有电感线圈(电感)，具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。最重要的是了解到了集成电路，它是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为Ic，也俗称芯片。对待这短短的几次课，我保证每次课都去，因此也在课堂上收获了不少。这些就是我在课堂上学习到的简单的知识，简单但是有趣。 然后，是对电子电路仿真软件multisim的了解。multisim软件就是一
电子电路设计及仿真
信息与电气工程学院 通信工程CDIO一级项目 设计说明书 （2014/2015学年第二学期） 题目：电子电路设计及仿真 班级组数： 学生： 学号：
设计周数：14周 2015年5月31日 一、电源设计 直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成，变压器把市电交流电压变成为直流电；经过滤波后，稳压器在把不稳定的直流电压变为稳定的直流电流输出。本设计主要采用单路输出直流稳压，构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电变为稳定的直流电，并实现固定输出电压5V。 1.1设计要求 1.1.1 输入：～220V，50Hz； 1.1.2 输出：直流 5V(1组) 1.2设计过程 1.2.1直流稳压电源设计思路 （1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波、稳压电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。 （4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。 1.2.2直流稳压电源原理
直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1.1。 T 工频交流脉动直流 直流 整 流 滤 波 稳 压 负 载 图1.1 直流稳压电源方框图 其中 （1）电源变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变化由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路，利用二极管单向导电性，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。电路图如1.2。 图1.2整流电路图 在U2的正半周，二极管D1、D3导通，D2、D4截止；U2的负半周，D2、D4 导通，D1、D3截止。正负半周部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图1.3所示 图1.3输出波形图 （3）滤波电路 整流电路输出电压虽然是单一方向的，但是含有较大的交流成分，不能适应大多数电子电路及设备的需要。因此，一搬在整流后，还需利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
基于大林算法的电阻炉温度控制系统设计(DOC)
课程设计任务书学院专业 学生姓名班级学号 课程设计题目基于大林算法的电阻炉温度控制系统设计实践教学要求与任务: 1）构成电阻炉温度控制系统 2）大林算法设计 3）硬软件设计 4）实验研究 5）THFCS-1现场总线控制系统实验 6）撰写实验报告 工作计划与进度安排: 1）第1～2天，查阅文献，构成闭环温度控制系统 2）第3天，大林算法设计 3）第4～5天，硬软件设计 4）第6天，实验研究 5）第7～9天，THFCS-1现场总线控制系统实验 6）第10天，撰写实验报告 指导教师： 201 年月日专业负责人： 201 年月日 学院教学副院长： 201 年月日
目录 摘要 (1) 1.课题简介 (2) 1.1课题目的 (2) 1.2课题内容 (2) 1.3课题要求 (2) 2.大林算法控制系统方案设计 (3) 2.1控制系统总体介绍 (3) 2.2控制系统闭环工作原理 (3) 3.大林算法控制系统硬件电路设计 (4) 3.1 A/D采样电路 (4) 3.2 D/A输出电路 (5) 3.3给定对象硬件电路设计 (6) 3.4总硬件图 (7) 4.大林算法控制系统算法设计 (8) 4.1 控制算法的原理 (8) 4.2 计算机实现的计算机公式推导 (8) 4.3 采样周期的选择 (9) 5.大林算法控制系统软件编程设计 (10) 5.1 主程序与中断流程图 (10) 5.2 部分控制程序代码 (11) 6.结论 (15) 7. 小结与体会 (16) 参考文献 (17)
摘要 电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。在本控制对象电阻加热炉功率为20KW ，有220V 交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。本设计针对一个温区进行控制，要求控制温度范围50～350℃，保温阶段温度控制精度为±1℃。选择合适的传感器，计算机输出信号经转换后通过双 向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压，其对象温控数学模型为：()1s d d K e G s T s -=+τ其中：时间 常数d T =350秒，放大系数d K =50，滞后时间τ=10秒，控制算法选用大林算法 。 关键词：单片机；A/D 、D/A ；大林算法；传感器；炉温控制
PID控制器设计
PID 控制器设计 一、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： dt t de dt t e t e t m K K K K K d p t i p p ) ()()()(0 ++=? (1-1) 相应的传递函数为： ??? ? ??++=S S s K K K G d i p c 1)( S S S K K K d i p 1 2 ++? = (1-2) PID 控制的结构图为： 若14 二、实验内容一： 自己选定一个具体的控制对象(Plant)，分别用P 、PD 、PI 、PID 几种控制方式设计校正网络（Compensators ），手工调试P 、I 、D 各个参数，使闭环系统的阶跃响应（Response to Step Command ）尽可能地好（稳定性、快速性、准确性） 控制对象(Plant)的数学模型： ()()??? ? ??++=115.01 )(S S S G 2 322++=S S 实验1中，我使用MATLAB 软件中的Simulink 调试和编程调试相结合的方法 不加任何串联校正的系统阶跃响应： （1） P 控制方式： P 控制方式只是在前向通道上加上比例环节，相当于增大了系统的开环增益，减小了系统的稳态误差，减小了系统的阻尼，从而增大了系统的超调量和振荡性。 P 控制方式的系统结构图如下： 取Kp=1至15，步长为1，进行循环测试系统，将不同Kp 下的阶跃响应曲线绘制在一张坐标图下： 成都理工大学电子设计仿真与虚拟实验 课程设计 题目名称戴维宁定理和诺顿定理的验证 学院名称 所属专业 学生姓名 学号 班级 是否选课： 邮箱： 日期： 一、设计的题目及其要求 （1）设计题目 戴维宁定理和诺顿定理的验证 （2）课程设计的目标、基本要求及其功能 设计能够验证戴维宁定理和诺顿定理的电路，并对其进行仿 真分析。对外部电路而言，任何一个线性有源二端网络，都 可以用一个戴维宁等效电源和诺顿等效电源来代替。戴维宁 等效电源中的等效电源电压Ues等于原有源二端网络的开 路电压Uoc，内电阻Ro等于原有源二端网络的开路电压Uoc 与短路电流Isc之比，也等于将原有源二端网络内部除源 （即将所有电压源代之以短路，电流源代之以开路）后，在 端口处得到的等效电阻。诺顿等效电源中的等效源电流Ies 等于原有源二端网络的短路电流Isc之比，也等于将原有源 二端网络内部除源后，在端口处得到的等效电阻。也就是说，诺顿等效电源中的内电阻与戴维宁等效电源中的内电阻求 法相同，即内电阻Ro等于原有源二端网络的开路电压Uoc 与短路电流Isc之比。通过对等效电源定理的应用以达到简 化电路的目的。 （3）设计要求的最终指标 利用戴维宁定理和诺顿定理——等效电压源定理和等效电 流源定理可以将一个复杂电路简化成一个简单电路，尤其是 只需要计算复杂电路中某一支路的电流或电压时，应用等效 电源定理比较方便，而待求支路可以是无源支路，也可以是 有源支路。 二、设计的基本思路及其设计出发点 本电路采用直流稳压电源，直流电流源，直流电压表，直流毫安表和万用表。用电压源和电流源以及4个电阻构成有源 二端网络，用万用表直接测Ro，用滑动变阻器调节外部电路 电阻来验证戴维宁定理和诺顿定理。戴维宁等效电源和诺顿等 效电源既然都可以用来等效代替同一个有源二端网络，因而在 对外等效的条件下，相互之间可以等效替换。由上述两定理可 知，等效变换的公式为Ies=Ues/Ro，变换时内电阻Ro不变，Ies的方向应由Ues的负极流向正极。 三、方案原理论述 下图是由二端口网络构成的实验电路图 （1）任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络。 戴维宁定理指出：任何一个线性有源二端口网络，总可以用一个 龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/317748132.html, 谈机电传动控制系统的设计方法 作者：李绍璞 来源：《科学与财富》2012年第06期 摘要：机电传动控制系统是由相互制约的五大要素组成的具有一定功能的整体，不但要求每个要素具有高性能和高功能，更强调它们之间的协调与配合，以便更好地实现预期的功能。特别是在机电一体化传动系统设计中，存在着机电有机结合如何实现，机、电、液传动如何匹配，机电一体化系统如何进行整体优化等问题，以达到系统整体最佳的目标。 关键词：机电;传动;控制系统;设计;方法 在机电传动与控制中，将与控制设备的运动、动作等参数有关的部分组成的具有控制功能的整体称为系统。用控制信号（输入量)通过系统诸环节来控制被控变量（输出量），使其按规定的方式和要求变化，这样的系统称为控制系统。 1、控制系统的分类 控制系统的分类方式很多，但机械设备的控制系统常按系统的组成原理分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。 输出量只受输入量控制的系统称为开环控制系统。在任何开环控制系统中，系统的输出量都不与参考输人量进行比较。对应于每个参考输人量，都有一个相应的固定工作状态与之相对应，系统中没有反馈回路（反馈是把一个系统的输出量不断直接或间接变换后，全部或部分地返回到输入量，再将输入量输入到系统中去的过程）。用步进电动机作为执行元件的经济简易型数控机床，其控制系统就是一个开环系统。这种机床的控制装置和驱动装置根据机床的坐标进给控制信号推动工作台运动到指定位置，该位置的坐标信号不再反馈；当控制系统出现扰动时，输出量便会出现偏差。因此，开环控制系统缺乏精确性和适应性。但它是最简单、最经济的一类控制系统，一般使用在对精度要求不高的机械设备中。 在有些控制系统中，输出量同时受输人量和输出量的控制，即输出量通过反馈回路再对系统产生控制作用。这种存在反馈回路的系统称为闭纾控制系统。全功能型CNC机器人属闭环控制系统。在CNC机床的坐标驱动系统中，以坐标位置量为直接输出量，并在工作台上安装长光栅等位移测量元件作为反馈元件的系统才称为闭环系统。那些以交、直流伺服电动机的角位移作为输出量，用圆光栅作为反馈元件的系统则称为半闭环系统。目前的CNC机床大多为半闭环控制系统。采用半闭环控制系统的优点在于没有将伺服电动机与工作台之间的传动机构和工作台本身包括在控制系统内，系统易调整、稳定性好且整体造价低。 2、机电传动控制系统的设计方法 2．1模块化设计法 成都理工大学 电子设计仿真与虚拟实验课程 课程设计 题目名称：探究Rb、Rc等变化对晶体管共射 放大电路放大倍数的影响 学院名称：核技术与自动化工程学院 所属专业：机械工程及自动化 学生姓名：蒋勇 学号：201206040317 班级：机械三班 是否选课：已选课 邮箱：1522857807@https://www.360docs.net/doc/317748132.html, 日期：2014.4.25 一、设计的题目及其要求 （1）设计题目 探究Rb、Rc等变化对晶体管共射放大电路放大倍数的影响（2）课程设计的目标、基本要求及其功能： 1、学会放大器静态工作点的调式方法和测量方法。 2、掌握放大器电压放大倍数的测试方法及R B、R C等参数对放大倍数的 影响。 3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 （3）设计要求最终指标 熟悉放大器的工作原理并找到Rb、Rc等的变化对放大器放大倍数的影响。 二、设计基本思路及其出发点 图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。偏置电阻R B1、R B2组成分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静 态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号后，在放大器的输出端便 可得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了的输出信号，从而实现 了电压放大。 三、方案原理论述 本实验所需设备有： 1、信号发生器 2、双踪示波器 SS—7802 3、交流毫伏表 V76 4、模拟电路实验箱 TPE—A4 5、万用表 VC9205 1．测量静态工作点 实验电路如图1所示，它的静态工作点估算方法为： U B ≈ 2 11B B CC B R R U R +? I E ＝ E BE B R U U -≈Ic U CE = U C C －I C （R C ＋R E ） VCC 12V 图1 晶体管放大电路实验电路图 实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。 1）没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意12V 电源位置）。 2）检查接线无误后，接通电源。 3 ）用万用表的直流20V 挡测量U E = 2V 左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器RP ）。然后测量U B 、U C ，记入表1中。 表1 大林算法实验报告 一、实验目的 1、掌握大林控制算法的基本概念和实现方法； 2、进一步熟悉MATLAB 的使用方法； 3、掌握在MATLAB 下大林算法控制器的调试方法； 4、观察振铃现象，并且尝试消除振铃现象 二、实验原理 1.大林算法的原理及推导 大林算法是IBM 公司的大林(Dahlin)在1968年提出了一种针对工业生产过程中含有纯滞后对象的控制算法。其目标就是使整个闭环系统的传递函数 相当于一个带有纯滞后的一阶惯性环节。该算法具有良好的控制效果。 大林控制算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数φ(s ) 相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联，即： 整个闭环系统的纯滞后时间和被控对象G 0(s )的纯滞后时间τ相同。 闭环系统的时间常数为T τ ，纯滞后时间τ与采样周期T 有整数倍关系， τ=NT 。 其控制器形式的推导的思路是用近似方法得到系统的闭环脉冲传递函数，然后再由被控系统的脉冲传递函数，反推系统控制器的脉冲传递函数。 由大林控制算法的设计目标，可知整个闭环系统的脉冲传递函数应 当是零阶保持器与理想的φ(s )串联之后的Z 变换，即φ(z )如下： 对于被控对象为带有纯滞后的一阶惯性环节即： 其与零阶保持器相串联的的脉冲传递函数为： 于是相应的控制器形式为： 1 ()1 s s e T s ττ φ-=+1 /1 () 1(1)()=()11T s ττ T/T s N T T -Y z e e e z z Z z R z s T s e z ττ φ------??--==?=? ? ?+-?? 011()11s NTs Ke Ke G s T s T s τ--== ++11/1/1111()11T T Ts s N T T e Ke e G z Z Kz s T s e z τ-------??--=?=? ?+-??电子设计仿真与虚拟实验
谈机电传动控制系统的设计方法
电子设计与仿真报告
大林算法实验报告