计控华工年计控课程设计

本科课程设计（论文）题目：具有纯滞后一阶惯性系统的

计算机控制系统设计

课程名称计算机控制技术课程设计

学院自动化科学与工程学院

班级

学生姓名

学生学号

指导老师刘屿

提交日期 2014年

分数

目录

第一部分设计任务..............................................

一、课程设计任务题目及要求...............................

二、课程设计任务对象与设计的分析论证..................... 第二部分设计方案..............................................

一、设计方案分析论证.....................................

二、系统方框图...........................................

三、程序设计流程图....................................... 第三部分电路设计..............................................

一、器件选型.............................................

二、温度检测电路与整形放大滤波电路.......................

三、A/D转换电路..........................................

四、D/A转换电路..........................................

五、数码管显示电路....................................... 第四部分整机电路图............................................ 第五部分安装调试及性能检测....................................

一、安装调试.............................................

二、系统仿真.............................................

三、抗干扰性能分析.......................................

四、元件清单.............................................

五、程序.................................................

第六部分心得体会..............................................

第七部分参考文献..............................................

具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计

第一部分设计任务

一、课程设计任务题目及要求

题目：具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计

要求：

1、针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节

的温度控制系统和给定的系统性能指标：

工程要求相角裕度为30°～60°，幅值裕度>6dB

要求测量范围-50℃～200℃，测量精度0.5％，分辨率0.2℃

2、书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图，并转化为系统结构图；

3、选择一种控制算法并借助软件工程知识编写程序流程图；

4、用MATLAB和SIMULINK进行仿真分析和验证;

对象确定：K=10*log(C*C-sqrt(C)), rand(‘state’,C),T=rang(1),

考虑θ=0或T/2两种情况。

C为学号的后3位数，如C=325，K=115.7，T=0.9824，θ=0或0.4912

5、进行可靠性和抗干扰性的分析。

6、时间安排：7天

二、课程设计任务对象与设计的分析论证

1.控制对象的分析与说明

由所给设计任务可知，本设计的控制对象是一个含有具有大时滞的一阶惯性环节

的系统，而在通常的温度控制系统中，控制对象往往就可以视作含有一个大纯时延时间的一阶惯性环节的系统，故本次计算机控制系统设计则可以以一个温度控制系统为例设计：加热炉温度控制系统。目的是保持被加热液体的温度与设定值尽量一致，当系统出现干扰时能够较快地恢复到设定值。

根据K=10*log(C*C-sqrt(C))，rand(‘state’，C)，T=rand(1)，考虑θ=0或T/2两种情况，C为学号后3位数的条件，加上本人的学号为，本人学号后三位为447，故可用MATLAB计算得：

>> K=10*log(447*447-sqrt(447))

K =

122.0501

>>rand('state',447)

>> T=rand(1)

T =

0.8190

由要求可得θ=0或θ=T/2=0.4095

(1)当纯时延为0时(θ=0)，被控对象传递函数为：

(2)当纯时延为T/2(θ＝0.4095)，被控对象传递函数为：

针对以上两种情况，需要分别进行分析，以取得预期效果。

2.系统设计的一般步骤和要点

数学关系；

②

③选择算法；

①系统结构包括系统总线的选择；

②内存空间分配：系统软件、应用程序、待扩充；

③

I/O分配：模拟/开关量I/O、待扩充；

④模拟量I/O通道的配置；

⑤中断、查询处理方式的确定；

即组构计控系统原理描述图，

包括信号流程图（接合控制对

象的工艺流程）；

给定量

方式

线路方案

采样信号

口地址分配

内存参数区