计算机控制系统设计性实验 (1)

《计算机控制系统》设计性实验

一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤：

对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。

1、了解和掌握被控制对象的特性；

2、选择合理的传感器（量程、精度等）；

3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）；

4、制定先进的、合理的控制算法；

5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计；

6、画出系统硬件、软件框图；

7、系统调试。

二、具体完成成品要求：

1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等；

2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计；

3、达到课题要求的各项功能指标；

4、系统设计文字说明书；

5、按照学号循环向下作以下5个题目。

三、系统控制框图：

控制系统硬件框图

四、设计题目：

1、瓦斯气体浓度控制系统：

要求：准确测量和显示瓦斯的浓度，其主要成分是甲烷、一氧化碳、氢气等瓦斯浓度在4﹪以下是安全的，大于4﹪就会引发爆炸很危险。控制算法对气体浓度有预判性，控制通风系统工作，保证环境安全稳定。

a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据；

b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容；

c、电路的基本工作原理应有一定说明；

d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。

2、酒精浓度自动控制系统：

要求：测量范围10-1000PPM、精度为5PPM。设计传感器的信号调理电路。实现以下要求：

设计信号调理将传感器输出0.2-1.4 V的信号转换为0-5V直流电压信号；

a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据；

b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容；

c、电路的基本工作原理应有一定说明；

d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。

3、恒温箱控制系统：

要求：恒温箱温度控制在70℃-80℃之间，精度0.5℃，有越线报警。并具有断电保护、报警等功能。

a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据；

b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容；

c、电路的基本工作原理应有一定说明；

d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。

4、储粉仓粉位高度控制系统：

要求：粉仓高度12米，正常工作粉位在2米至9米之间，精度为±10 cm，实现粉位上、下控制，有越线报警，若出现上、下粉位越线后，通过控制系统实现控制，快速回归到控制区。

a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据；

b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容；

c、电路的基本工作原理应有一定说明；

d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。

5、汽车轮胎压力控制系统：

要求：了解掌握轿车轮胎压力，检测轮胎压力的必要性，实现数据定时播报每个轮胎压力，误差±0.1bar，实现上、下越线报警，控制算法。

a、对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据；

b、电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容；

c、电路的基本工作原理应有一定说明；

d、电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。

设计性实验说明书

一、正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1……。

正文内容一般为：

1、选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。

2、方案论证(设计理念)：说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。

3、过程论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。

4、结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。

5、结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。

6、设计心得体会。

课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，不得使用铅笔书写。按学校确定的统一封皮装订。

计算机控制系统设计性实验报告

学生姓名:学号：

学院: 自动化工程学院

班级:

题目: