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基于球杆的控制系统分 析与设计实验教程

基于球杆的控制系统分 析与设计实验教程
基于球杆的控制系统分 析与设计实验教程

电子技术课程设计题目

电子技术课程设计一、课程设计目的: 1.电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节,主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品,巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识; 2.经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等,加强在电子技术方面解决实际问题的能力,基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具,提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力; 3.课程设计是为理论联系实际,培养学生动手能力,提高和培养创新能力,通过熟悉并学会选用电子元器件,为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获: 1.学习电路的基本设计方法;加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务,理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡; 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式: 以学生独立设计为主,教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计,强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的,在进行电子系统设计时,既要考虑总体电路的设计,同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现,所以实现一个电子系统时,根据电子系统框图,多数情况下只有少量的电子电路的参数计算,更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤: 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) (1)总体方案框图: 反映设计电路要求,按一定信息流向,由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图: (2)单元电路设计与参数计算---电子元件选择: 基本模拟单元电路有:稳压电源电路,信号放大电路,信号产生电路,信号处理 电路(电压比较器,积分电路,微分电路,滤波电路等),集成功放电路等。 基本数字单元电路有:脉冲波形产生与整形电路(包括振荡器,单稳态触发器,施密特触发器),编码器,译码器,数据选择器,数据比较器,计数器,寄存器,存储器等。 为了保证单元电路达到设计要求,必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件 选择,比如:放大电路中各个电阻值、放大倍数计算;振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算;单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计 算等;单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。

自动化控制系统设计实例教学大纲-2017

《自动化控制系统设计实例》课程教学大纲 课程代码:060032005 课程英文名称:Automation Control System Design Examples 课程总学时:16学时讲课:16学时实验:0学时上机:0学时 适用专业:自动化 大纲编写(修订)时间:2017.11 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 自动化控制系统设计实例是自动化专业的专业基础选修课。通过对该课程的学习,使学生建立起“系统”概念,了解自动化系统主要的控制方法、控制技术,为后续专业课学习奠定基础。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 通过实例教学,针对不同的控制对象,全方位、多视角介绍采用单片机、自动化仪表、工控机、PLC组建不同工业流程的设计实例和实施过程;要求学生了解自动化控制系统的设计原则、设计步骤,建立起“控制”与“系统”的概念,了解自动化控制系统的主流技术和前沿技术。 (三)实施说明 在讲授具体内容时,从一个具体的被控对象分析入手到合理的控制要求的形成,从控制装置、元器件部件选型到控制方案的产生,从硬件结构到电路细节,从软件框图到控制算法以及实施过程一一进行分析讲解;培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。 (四)对先修课的要求 本课程的先修课是《自动控制原理》和《C语言程序设计》。 (五)对习题课、实验环节的要求 无。 (六)课程考核方式 1.考核方式:考查 2.考核目标:考核学生对自动化控制系统的了解程度;考核学生自动化产品研发思路和独立思考能力。 3.成绩构成:本课程的学生成绩采用二级制(通过、不通过)。成绩由学术报告和平时成绩相结合的方法确定。其中:平时成绩由考勤及课堂表现组成,占总的40% ;学术报告成绩占总的60%。 (七)主要参考书目: 1. 《自动化系统工程设计与实施》,林敏等编,电子工业出版社,2008。 2. 《过程控制系统》,俞金寿孙自强编著,机械工业出版社,2009。 3. 《PLC编程及应用》(第4版),廖常初编著,机械工业出版社,2015。 二、中文摘要 本课程是自动化专业学生的一门实践性很强的专业基础选修课程。课程通过对精选实例的自动化控制系统的设计、选型、研制、调试和实施等讲授,使学生建立“控制”与“系统”的概念,了解自动化系统的主流技术和发展趋势。本课程将全方位、多视角地介绍单片机、自动化仪表、工控机、PLC等组建不同工业流程的设计实例和实施过程,本课程将为后续自动化专业课程的学习奠定基础。

自动控制系统课程设计说明书

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:自动控制理论课程设计 设计题目:直线一级倒立摆控制器设计 院系:电气学院电气工程系 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:2016.6.6-2016.6.19 手机: 工业大学教务处

*注:此任务书由课程设计指导教师填写。

直线一级倒立摆控制器设计 摘要:采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性,运用根轨迹法设计了控制器,增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析,将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标,检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台,可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等,都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来,通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法,非常的直观、简便,在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性,许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象,不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象,了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法,掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡,光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡,计算机从运动控制卡中读取实时数据,确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等),并由运动控制卡来实现该控制决策,产生相应的控制量,使电机转动,通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。

【VIP专享】运动控制系统课程设计报告

《运动控制系统》课程设计报告 时间 2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博 __ 学号 41151093 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______

摘 要 本课程设计从直流电动机原理入手,建立V-M双闭环直流调速系统,设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构,其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电,触发器采用KJ004触发电路,系统无静差;符合电流超调量σi≤5%;空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能,且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词:双闭环;直流调速;无静差;仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words:double closed loop;DC speed control system;without the static poor;simulation

机电控制系统课程设计

JIANG SU UNIVERSITY 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 学院:机械学院 班级:机械 (卓越14002) 姓名:张文飞 学号: 3140301171 指导教师:毛卫平 2017年 6月

目录 一: MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表,I/O接线图(1、3、6站电气线路图) (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明,控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二: MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图(两站)&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三:调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四:设计的收获和体会 (19) 五:参考文献 (20)

一:MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构: 由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成,主要完成选择要安装工件的料仓,将工件从料仓中推出,将工件安装到位。 1.吸盘机械手臂机构:机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2.上下摆臂结构:由摆臂缸(直线缸)摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3.仓料换位机构:由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位(蓝、黑工件切换)。 4.推料机构:由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5.真空发生器:当手臂在工件上方时,真空发生器通气吸盘吸气。 5.I/O接口板:将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6.控制面板:完成设备启动上电等操作。(具体在按钮上有标签说明)。

电子系统设计报告

课程设计实践报告 一、课程设计的性质、目的与作用 本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式,要求学生综合利用所学的有关知识,在教师的指导下,分析和熟悉已给题目,然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程,并做出课程设计报告。因此,在设计中,要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系,在设计思路上不框定和约束同学们的思维,同学们可以发挥自己的创造性,有所发挥,并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程,逐步掌握系统开发的以下相关技术: (1)熟悉系统设计概念; (2)利用所学数电、模拟电路知识,设计电路图; (3)利用PROTEL软件画原理图及PCB; (4)熟悉系统项目设计报告填写知识; (5)培养团队合作意识。 通过本课程设计,有助于学生更好地了解整个课程的知识体系,锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力,使其理论与实践相结合,从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。 二、课程设计的具体内容 电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力,全面运用课程所学知识,发挥自己的创造性,全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力,从而体现出电子系统设计的真谛。下面是各个设计阶段的具体内容。 1.系统方案认识 根据所设定的题目,能够给出系统设计方案与思路

题目:信号发生器产生电路,请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路,并制作原理图,然后阐述其原理。 基本原理: 系统框图如图1所示。 图1 低频信号发生器系统框图 低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电 压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。 其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿 波、三角波、正弦波,并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2、各部分电路原理 (1)DAC0832芯片原理 ①管脚功能介绍(如图5所示) 图5 DAC0832管脚图 1) DI7~DI0:8位的数据输入端,DI7为最高位。

单片机电子表课程设计

烟台南山学院 《单片机原理与接口技术》课程设计 题目:数字电子表设计 学院(系):自动化工程学院 年级专业:电气技术4班 学号: 200902040442 学生姓名:毕天华 指导教师:田敬成

课程设计任务书 学生姓名:毕天华专业班级:电气技术4班 指导教师:田敬成工作单位:自动化工程学院 题目: 基于51单片机的数字电子表的设计 初始条件: 1.运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识; 2.51单片机应用开发系统一套; 3.PC机及相关应用软件; 要求完成的主要任务: 1.完成数字电子表的设计和调试。 2.要求采用四位八段数码管显示时间和日期,并且可以用按键修改时间和 日期。 3.撰写课程设计说明书。 4.课程设计说明书要求:引言、设计要求、系统结构、原理设计、各个模 块的设计与实现、软件设计、调试过程、收获、体会及总结、参考文献、电路图和源程序。说明书使用A4打印纸计算机打印或手写,用Protel 等绘图软件绘制电子线路图纸。 时间安排: 第1天下达课程设计任务书和日程安排,根据任务书查找资料; 第2~3天完成方案论证,单片机系统的设计; 第4~6天参考有关文献,完成程序的编写; 第7~10天调试硬件系统和软件程序; 第11~12天结果分析整理、撰写课程设计报告,验收和答辩。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

基于单片机数字电子表的设计 摘要 随着电子技术的发展,计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。本课程设计是基单片机原理与接口技术的简单应用。运用所学的单片机原理和接口技术知识完成数字电子表的设计。 电子表已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使电子表具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的电子表集成电路芯片出售,价格便宜、使用也方便,但鉴于电子表电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分,因此进行电子表的设计是必要的,用C语言设计电子表显示程序,要求根据输入程序显示电子表画面。研究电子表及扩大其应用,有着非常现实的意义。 关键词 LED,定时/计器数,C语言,调试,运行。

自动控制课程设计~~~

指导教师评定成绩: 审定成绩: 重庆邮电大学 移通学院 自动控制原理课程设计报告 系部: 学生姓名: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 设计时间:2013年12 月 重庆邮电大学移通学院制

目录 一、设计题目 二、设计报告正文 摘要 关键词 设计内容 三、设计总结 四、参考文献

一、设计题目 《自动控制原理》课程设计(简明)任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业(4-6班)本科学生用 引言:《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节,既有别于毕业设计,更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识,掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法,对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 一设计题目:I型二阶系统的典型分析与综合设计 二系统说明: 该I型系统物理模拟结构如图所示。 系统物理模拟结构图 其中:R=1MΩ;C =1uF;R0=41R 三系统参量:系统输入信号:x(t); 系统输出信号:y(t);

四设计指标: 设定:输入为x(t)=a×1(t)(其中:a=5) 要求动态期望指标:M p﹪≤20﹪;t s≤4sec; 五基本要求: a)建立系统数学模型——传递函数; b)利用根轨迹方法分析和综合系统(学号为单数同学做); c)利用频率特性法分析和综合系统(学号为双数同学做); d)完成系统综合前后的有源物理模拟(验证)实验; 六课程设计报告: 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告; 2.报告内容包括:课程设计的主要内容、基本原理; 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程,包括: (1)课程设计计算说明书一份; (2)原系统组成结构原理图一张(自绘); (3)系统分析,综合用精确Bode图一张; (4)系统综合前后的模拟图各一张(附实验结果图); 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺; 6.封面装帧成册。

运动控制系统课程设计报告

《运动控制系统》课程设计报告 时间2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博__ 学号 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______

摘要 本课程设计从直流电动机原理入手,建立V-M双闭环直流调速系统,设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构,其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电,触发器采用KJ004触发电路,系统无静差;符合电流超调量σi≤5%;空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能,且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词:双闭环;直流调速;无静差;仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words:double closed loop;DC speed control system;without the static poor;simulation

控制系统仿真课程设计

控制系统仿真课程设计 (2010级) 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2013年7月

控制系统仿真课程设计(一) ——锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真1.1 设计目的 本课程设计的目的是通过对锅炉水位控制系统的Matlab仿真,掌握过程控制系统设计及仿真的一般方法,深入了解反馈控制、前馈-反馈控制、前馈-串级控制系统的性能及优缺点,实验分析控制系统参数与系统调节性能之间的关系,掌握过程控制系统参数整定的方法。 1.2 设计原理 锅炉汽包水位控制的操作变量是给水流量,目的是使汽包水位维持在给定的范围内。汽包液位过高会影响汽水分离效果,使蒸汽带水过多,若用此蒸汽推动汽轮机,会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢,严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏叶片。汽包液位过低,水循环就会被破坏,引起水冷壁管的破裂,严重时会造成干锅,甚至爆炸。 常见的锅炉汽水系统如图1-1所示,锅炉汽包水位受汽包中储水量及水位下汽包容积的影响,而水位下汽包容积与蒸汽负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。影响水位变化的因素主要是锅炉蒸发量(蒸汽流量)和给水流量,锅炉汽包水位控制就是通过调节给水量,使得汽包水位在蒸汽负荷及给水流量变化的情况下能够达到稳定状态。 图1-1 锅炉汽水系统图

在给水流量及蒸汽负荷发生变化时,锅炉汽包水位会发生相应的变化,其分别对应的传递函数如下所示: (1)汽包水位在给水流量作用下的动态特性 汽包和给水可以看做单容无自衡对象,当给水增加时,一方面会使得汽包水位升高,另一方面由于给水温度比汽包内饱和水的温度低,又会使得汽包中气泡减少,导致水位降低,两方面的因素结合,在加上给水系统中省煤器等设备带来延迟,使得汽包水位的变化具有一定的滞后。因此,汽包水位在给水流量作用下,近似于一个积分环节和惯性环节相串联的无自衡系统,系统特性可以表示为 ()111()()(1)K H S G S W S s T s ==+ (1.1) (2)汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性 在给水流量及炉膛热负荷不变的情况下,当蒸汽流量突然增加时,瞬间会导致汽包压力的降低,使得汽包内水的沸腾突然加剧,水中气泡迅速增加,将整个水位抬高;而当蒸汽流量突然减小时,汽包内压力会瞬间增加,使得水面下汽包的容积变小,出现水位先下降后上升的现象,上述现象称为“虚假水位”。虚假水位在大中型中高压锅炉中比较显著,会严重影响锅炉的安全运行。“虚假水位”现象属于反向特性,变化速度很快,变化幅值与蒸汽量扰动大小成正比,也与压力变化速度成正比,系统特性可以表示为 222()()()1f K K H s G s D s T s s ==-+ (1.2) 常用的锅炉水位控制方法有:单冲量控制、双冲量控制及三冲量控制。单冲量方法仅是根据汽包水位来控制进水量,显然无法克服“虚假水位”的影响。而双冲量是将蒸汽流量作为前馈量用于汽包水位的调节,构成前馈-反馈符合控制系统,可以克服“虚假水位”影响。但双冲量控制系统要求调节阀具有好的线性特性,并且不能迅速消除给水压力等扰动的影响。为此,可将给水流量信号引入,构成三冲量调节系统,如图1-2所示。图中LC 表示水位控制器(主回路),FC 表示给水流量控制器(副回路),二者构成一个串级调节系统,在实现锅炉水位控制的同时,可以快速消除给水系统扰动影响;而蒸汽流量作为前馈量用于消除“虚假水位”的影响。

电子系统设计课程设计任务书

《电子系统设计》任务书 一、实习(设计)目的与基本要求 要球学生掌握电子系统设计的全过程,掌握基于硬件平台或虚拟仪器的电子系统解决方案,并完成1-2个系统的设计。设计项目将结合学生所学的专业确定,欢迎学生将本专业中需解决的电子系统课题作为设计项目。 二、实习(设计)内容与安排 1、设计课题 (1) 设计存储器24C32与单片机的接口 (2)设计I2C总线接口的驱动程序 (3)设计一个出租车计价器: (4)设计点阵LED显示器 (5)设计电子密码锁系统 (6)设计一个多路音频采集器 (7)设计一个输出电压可调的数控直流稳压电源 (8)设计一个具有音乐起闹功能的电子钟 (9)设计一个开关稳压电源 2、学时分配 本课程设计为一周时间集中安排,建议指导教师按以下进度进行辅导。 三、考核方式 课程设计的考核结果按优秀、良好、中等、及格和不及格来评价。 对设计任务理解透彻,能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务,得出

设计结果,并按时提交准确、完整、规范的设计报告,可评为优秀;按照设计任务要求能够顺利地完成任务,得出结果,按时提交较完整的、符合要求的设计报告,可评定为良好;按照设计要求完成了硬件线路的连接和软件的编程与调试,基本完成了任务要求,提交符合要求的设计报告,可评为中等;基本完成设计目标,但不够完善,可能有若干小的缺陷,在帮助下能够完成任务要求,提交设计报告,可评为及格;不能完成指定的要求和任务,未提交设计报告的,评为不及格。 四、实习(设计)教科书、参考书 (一)教科书 马建国主编.电子系统设计.北京:高等教育出版社,2004 (二)参考书 [1] 刘君华.智能传感器系统.西安:西安电子科技大学出版社,1999 [2] 杨刚、周群主编.电子系统设计与实践.北京:电子工业出版社,2004 [3] 陈曾平、刘平、马云编著. 电路设计基础与专用系统构成.北京:科学出版社, 2006 [4] 俞承芳、宋万年、陆起涌编著. 电子系统设计.上海:复旦大学出版社,2004 五、其他需要说明的问题 完成设计任务后,在课程设计的最后阶段,需要总结全部设计工作,写出完整、规范的设计报告,在指定的时间内提交指导教师。课程设计报告要求有完整的格式,包括封面、目录、正文等,具体如下: ㈠封面 包括:课程设计题目、姓名、学号、班级、指导教师、完成日期。 ㈡目录 给出设计报告的主要标题及其所在的页码。 ㈢正文 正文包括的内容有: ⑴设计任务与要求; ⑵设计方案及论证(包括设计思路、使用到哪些芯片、各个芯片的作用) ⑶理论设计(包括各模块电路的设计及模块之间的连接) ⑷系统实现(包括硬件电路的内部连接及输入、输出信号的连接) ⑸调试过程(包括实验过程中的实验步骤、出现的问题、解决的方法、使用的实验数据等) ⑹总结(在整个课程设计过程中的收获和体会) ⑺参考资料

自动控制原理课程设计实验

上海电力学院 自动控制原理实践报告 课名:自动控制原理应用实践 题目:水翼船渡轮的纵倾角控制 船舶航向的自动操舵控制 班级: 姓名: 学号:

水翼船渡轮的纵倾角控制 一.系统背景简介 水翼船(Hydrofoil)是一种高速船。船身底部有支架,装上水翼。当船的速度逐渐增加,水翼提供的浮力会把船身抬离水面(称为水翼飞航或水翼航行,Foilborne),从而大为减少水的阻力和增加航行速度。 水翼船的高速航行能力主要依靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此,设计上要求系统使浮力稳定不变,相当于使纵倾角最小。 航向自动操舵仪工作时存在包括舵机(舵角)、船舶本身(航向角)在内的两个反馈回路:舵角反馈和航向反馈。 当尾舵的角坐标偏转错误!未找到引用源。,会引起船只在参考方向上发生某一固定的偏转错误!未找到引用源。。传递函数中带有一个负号,这是因为尾舵的顺时针的转动会引起船只的逆时针转动。有此动力方程可以看出,船只的转动速率会逐渐趋向一个常数,因此如果船只以直线运动,而尾舵偏转一恒定值,那么船只就会以螺旋形的进入一圆形运动轨迹。 二.实际控制过程 某水翼船渡轮,自重670t,航速45节(海里/小时),可载900名乘客,可混装轿车、大客车和货卡,载重可达自重量。该渡轮可在浪高达8英尺的海中以航速40节航行的能力,全靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此,设计上要求该系统使浮力稳定不变,相当于使纵倾角最小。

上图:水翼船渡轮的纵倾角控制系统 已知,水翼船渡轮的纵倾角控制过程模型,执行器模型为F(s)=1/s。 三.控制设计要求 试设计一个控制器Gc(s),使水翼船渡轮的纵倾角控制系统在海浪扰动D (s)存在下也能达到优良的性能指标。假设海浪扰动D(s)的主频率为w=6rad/s。 本题要求了“优良的性能指标”,没有具体的量化指标,通过网络资料的查阅:响应超调量小于10%,调整时间小于4s。 四.分析系统时域 1.原系统稳定性分析 num=[50]; den=[1 80 2500 50]; g1=tf(num,den); [z,p,k]=zpkdata(g1,'v'); p1=pole(g1); pzmap(g1) 分析:上图闭环极点分布图,有一极点位于原点,另两极点位于虚轴左边,故处于临界稳定状态。但还是一种不稳定的情况,所以系统无稳态误差。 2.Simulink搭建未加控制器的原系统(不考虑扰动)。

控制系统仿真课程设计

控制系统数字仿真课程设计 1.课程设计应达到的目的 1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程; 2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造; 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析; 4、学会分析系统的性能指标; 2.课程设计题目及要求 设计要求 1、进行系统总体设计,画出原理框图。(按给出的形式,自行构造数学模型,构造成1 个零点,三个极点的三阶系统,主导极点是一对共轭复根) G(s)=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6) 2、构造系统传递函数,利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图;(分别得 到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30 clear; num = [10,20]; den =[1 3 8 6]; pzmap(num,den) 3、利用MATLAB绘画根轨迹图,分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超 调量=16.3%时的K值(计算得到)。参考课本P149页例题4-31 clear num=[10,20]; den=[1 3 8 6]; sys=tf(num,den); rlocus(sys) hold on jjx(sys); s=jjx(sys); [k,Wcg]=imwk(sys)

set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys) sys=tf(sys); num=sys.num{1}; den=sys.den{1}; p=roots(den); z=roots(num); n=length(p); m=length(z); if n>m s=(sum(p)-sum(z))/(n-m) sd=[]; if nargout<1 for i=1:n-m sd=[sd,s] end sysa=zpk([],sd,1); hold on; [r,k]=rlocus(sysa); for i=1:n-m plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:'); end end else disp; s=[]; end function [k,wcg]=imwk(sys) sys=tf(sys) num=sys.num{1} den=sys.den{1}; asys=allmargin(sys); wcg=asys.GMFrequency; k=asys. GainMargin;

电子商务系统分析与设计课程设计报告

电子商务系统规划》课程设计报告 题目: 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 成绩:

目录 一:项目背景 1.1 系统开发背景?????????????????????1 1.2 企业现行状况调查???????????????????1 1.3 企业未来核心业务描述及盈利模式分析??????????3 1.4 竞争对手分析?????????????????????3 1.5 目标系统定位与目标客户分析??????????????4 二:系统分析 2.1 系统需求分析?????????????????????4 2.2 系统用例模型?????????????????????5 三:系统设计 3.1 功能模块设计????????????????????12 3.2 系统开发环境????????????????????12 3.3 数据库及数据表的设计????????????????12 3.4 各模块代码设计???????????????????15 附:小组分工19

正美购物家电在线销售系统规划一:项目背景 1.1 系统开发背景 近年来,随着Internet 的迅速崛起,互联网已日益成为收集提供信息的最佳渠道并逐步进入传统的流通领域,互联网的跨地域性和可交互性使其在与传统媒体行业和传统贸易行业的竞争中具不可抗拒的优势,因而发展十分迅速。在电子商务在中国逐步兴起的大环境下,建立利用互联网开拓销售渠道,帮助企业及时调整商品结构,协助经销商打开货源的信息门户成为解决信息流通不畅的有效方案。毫无疑问,电子商务有利于企业转换经营机制,建立现代企业制度,提高企业的销售水平和竞争力。因此,正美购物的电子商城的建立和发展应运而生。以下是对正美购物的具体分析: 1.2 企业现行状况调查 (1 )企业核心业务描述 正美购物以小家电产品为核心产品,旗下有电饭锅、微波炉、电暖器、电风扇、吸尘器、电水壶、摄像机等各式各样的电器产品。涵盖了厨房、浴室、居室清洁、取暖类、小视听类等多种系列。内容丰富,范围广阔。 (2)企业现行的组织结构及主要协作伙伴 组织结构: 正美购物是新一代的B2C 电子商务销售商。总部设于北京,并在上海,广州、深圳等全国各地开设分店,渗透经营。

自动控制原理课程设计报告

自控课程设计课程设计(论文) 设计(论文)题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计(论文)成绩

单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G (ksm7) 1、画出未校正系统的根轨迹图,分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正,要求校正后的系统满足指标: (1)在单位斜坡信号输入下,系统的速度误差系数=10。 (2)相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 (3)系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前,校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图,并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型,在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节,观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响(自由发挥)。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹,它是开环系统某一参数从0变为无穷时,闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1)、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点,终于开环零点;本题中无零点,极点为:0、-1、-2 。故起于0、-1、-2,终于无穷处。 2)、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等,连续并且对称于实轴;本题中分支数为3条。

运动控制系统实验指导书分解

运动控制系统 实验指导书 赵黎明、王雁编 广东海洋大学信息学院自动化系

直流调速 实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 一.实验目的 1.研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 2.研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。 3.学习反馈控制系统的调试技术。 二.预习要求 1.了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。 2.弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。 三.实验线路及原理 见图6-7。 四.实验设备及仪表 1.MCL系列教学实验台主控制屏。 2.MCL—18组件(适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件(适合MCL—Ⅲ)。 3.MCL—33(A)组件或MCL—53组件。 4.MEL-11挂箱 5.MEL—03三相可调电阻(或自配滑线变阻器)。 6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01(或电机导轨及测功机、MEL—13组件)。 7.直流电动机M03。 8.双踪示波器。 五.注意事项 1.直流电动机工作前,必须先加上直流激磁。 2.接入ASR构成转速负反馈时,为了防止振荡,可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底,使调节器放大倍数最小,同时,ASR的“5”、“6”端接入可调电容(预置7μF)。 3.测取静特性时,须注意主电路电流不许超过电机的额定值(1A)。 4.三相主电源连线时需注意,不可换错相序。 5.电源开关闭合时,过流保护发光二极管可能会亮,只需按下对应的复位开关SB1

即可正常工作。 6.系统开环连接时,不允许突加给定信号U g起动电机。 7.起动电机时,需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底,以免带负载起动。 8.改变接线时,必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮,同时使系统的给定为零。 9.双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接,故在使用时,必须使两探头的地线同电位(只用一根地线即可),以免造成短路事故。 六.实验内容 1.移相触发电路的调试(主电路未通电) (a)用示波器观察MCL—33(或MCL—53,以下同)的双脉冲观察孔,应有双脉冲,且间隔均匀,幅值相同;观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形,应有幅值为1V~2V 的双脉冲。 (b)触发电路输出脉冲应在30°~90°范围内可调。可通过对偏移电压调节单位器及ASR输出电压的调整实现。例如:使ASR输出为0V,调节偏移电压,实现α=90°;再保持偏移电压不变,调节ASR的限幅电位器RP1,使α=30°。 2.求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 a.断开ASR的“3”至U ct的连接线,G(给定)直接加至U ct,且Ug调至零,直流电机励磁电源开关闭合。 b.合上主控制屏的绿色按钮开关,调节三相调压器的输出,使U uv、Uvw、Uwu=200V。 注:如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ,无三相调压器,直接合上主电源。以下均同。 c.调节给定电压U g,使直流电机空载转速n0=1500转/分,调节测功机加载旋钮(或直流发电机负载电阻),在空载至额定负载的范围内测取7~8点,读取整流装置输出电压U d 3.带转速负反馈有静差工作的系统静特性 a.断开G(给定)和U ct的连接线,ASR的输出接至U ct,把ASR的“5”、“6”点短接。 b.合上主控制屏的绿色按钮开关,调节U uv,U vw,U wu为200伏。 c.调节给定电压U g至2V,调整转速变换器RP电位器,使被测电动机空载转速n0=1500转/分,调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3,使电机稳定运行。 调节测功机加载旋钮(或直流发电机负载电阻),在空载至额定负载范围内测取7~8

智能控制系统课程设计

目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一:有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)

有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故,给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此,及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识,联系实际,设计出一套有毒气体的检测电路,可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体,使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时,发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统,排出有毒气体,更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后,系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体,根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时,QM—N5检测到有毒气体,元件两极电阻变的很小,继电器开关闭合,使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号,驱动发光二极管间歇发光;同时LC179工作,驱使蜂鸣器间断发出声音;此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出,浓度低于气敏传感器所能感应的范围时,电路回复到自动检测状态。

电子系统设计课程设计

《电子系统设计课程设计》项目设计书 项目名称打地鼠 小组成员1 小组成员2 小组成员3 专业 任课教师 成都理工大学信科院电子系 2013年6月

1项目名称,并简要说明应用背景。 项目名称:打地鼠 应用背景:打地鼠游戏是人们生活中常见的一种休闲小游戏。此游戏玩法简单,考验人们的反应速度。开发者可以根据人们兴趣开发出具有多功能的打地鼠游戏,比如升级、道具、过关等,增加游戏的趣味性。 2项目设计需求(包括功能描述和性能设计指标) 功能描述: 1.启动系统,液晶屏第一排随机显示一个1-9的数字,显示地鼠(?)或地雷(*),中间显示剩余时间,右边显示分数;液晶屏第二排显示游戏的英文名称——打地鼠。 2.开始游戏后,在背景音乐伴随下显示“Ready Go!!!”,之后正式进入游戏游戏历时2min,随着时间的增加,数字显示速度加快,游戏中课随时按K10键暂停,再次按则恢复游戏。 3.进入游戏界面后,随机产生地鼠和地雷(地雷产生的概率为10%),但随着时间的增加,地雷出现的概率会增加,数字更新的速度也越快。按键分别对应独立键盘的9个按键,按下某个键即代表击打相应位置。 4.若击中地鼠:正常情况下分数加1,若在较短时间(实际为地鼠产生到消失的前一半时间内)击中,则“快速反应,双倍加分”,即分数加2。若击中地雷,则分数减1,若未按下相应键,则分数加1。

5.游戏结束,背景音乐停止,保留最高分,分数和时间在按复位后刷新。 性能设计指标:能通过复位,玩家可以持续玩游戏。自动保存和人为清除游戏数据。 3设计方案 3.1 系统设计框图及原理阐述 设计框图: 原理阐述: 1)复位电路 复位条件:89C52单片机复位需要一个长达24个时钟周期的高电平才能复位,复位的作用就是使程序的指针指向地址0,每个程序都是从地址0开始执行,所以复位的概念就是让程序从头开始执行。

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