《计算机控制》课程设计

计算机控制课程设计
计算机控制课程设计是一项重要的任务，它可以帮助我们更好地理解计算机控制的原理。

本文将详细介绍计算机控制课程设计的步骤。

首先，在准备阶段，必须完成一些准备工作，如建立课程目标，梳理实验内容及顺序，计算出实验总时间，收集教学资料，定制教学过程，准备考试和作业题目，以及定义评价标准。

其次，在教学设计阶段，需要确定实验内容、设计实验空间，提前准备设备，安排教室资源，建立实验报告模板，编写实验教学大纲，准备课件，编写实验操作文档，设计试验流程与步骤，以及安排教学时间。

最后，在实施阶段，教师应根据课程设计的要求，认真讲授，严格按照设计的课程大纲，以及实验步骤进行指导，全程检测学生的学习进度，并给予及时的反馈。

总之，计算机控制课程设计是一项重要的任务，有着各自明确的步骤，需要从准备阶段到实施实验，都有严格的操作，才能保证课程的顺利进行并取得良好的效果。

只有把上述的步骤都做到位，才能保证我们达到设计课程的最终目的。

计算机控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解计算机控制系统的基本原理，掌握控制系统的数学模型和性能指标；2. 学会分析控制系统的稳定性、快速性和准确性，并运用相关理论知识对实际控制系统进行优化；3. 掌握计算机控制系统的设计方法和步骤，能结合实际案例进行控制系统设计。

技能目标：1. 能够运用所学知识，对简单的控制系统进行建模、分析和设计；2. 掌握使用计算机辅助设计软件（如MATLAB/Simulink）进行控制系统仿真的基本技能；3. 培养团队协作和沟通能力，通过小组合作完成课程设计任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制系统课程的兴趣，激发他们探索未知、解决问题的热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合，提高他们的工程素养；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在课程设计中勇于尝试新方法，培养创新精神和实践能力。

课程性质分析：本课程为专业核心课程，旨在使学生掌握计算机控制系统的基本理论、方法和技能，培养具备实际控制系统设计与分析能力的高级技术人才。

学生特点分析：学生处于本科高年级阶段，已具备一定的控制系统基础知识和实践能力，具有较强的求知欲和自主学习能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手能力和创新意识的培养。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际控制系统设计，提高解决实际问题的能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 计算机控制系统概述：介绍计算机控制系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。

教材章节：第一章 计算机控制系统引论2. 控制系统数学模型：讲解控制系统的微分方程、传递函数、状态空间模型等数学描述方法。

教材章节：第二章 控制系统数学模型3. 控制系统性能分析：分析控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标。

教材章节：第三章 控制系统性能分析4. 计算机控制系统设计方法：讲解控制系统设计的基本方法，包括PID控制、状态反馈控制、观测器设计等。

目录一、前言 (2)二、总体方案设计 (3)2.1 硬件方案论证 ............................................................................ 错误！未定义书签。

2.1.1 微处理器的选择 .............................................................. 错误！未定义书签。

2.1.2 测速传感器的选择 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.1.3键盘显示方案论证 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.1.4电机驱动方案论证 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.1.5输入输出通道 ................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.6 PWM实现方案论证 (3)2.2系统原理框图设计 (4)三、直流调速系统介绍 (5)3.1 直流调速系统概述 (5)3.2 单闭环直流调速系统 (6)四、电路元器件说明 (8)4.1 芯片ADC0809介绍 (8)4.1.1 ADC0809主要特性 (9)4.1.2 内部结构 (9)4.1.3 外部特性 (9)4.1.4 ADC0809的工作过程 (10)4.2 芯片AT89C51介绍 (11)4.2.1 AT89C51单片机的结构 (11)4.2.2 AT89C51单片机工作方式 (12)4.3 调速原理 (12)五、仿真电路图 (13)六、总结 (16)七、附录 (18)八、参考文献 (22)一、前言早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。

《计算机控制技术》课程设计任务书一、 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整定工作打下基础。

二、 课程设计内容设计以89C51单片机、ADC 、DAC 等电路和运放电路组成的被控对象构成的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ADC0809和模出电路DAC0832；由运放构成的被控对象. 2。

控制算法：PID 控制、最少拍控制、大林算法.3。

软件设计：主程序、定时中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、D/A 输出程序、最少拍控制程序等.三、 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. 被控对象：8()(0.21)G s s s =+3. 控制器设计：最少拍控制器。

被控对象有积分环节的按斜坡输入信号设计控制器，否则按阶跃输入信号设计控制器. 4。

定时中断间隔可在10-50ms 中选取，采样周期取采样中断间隔的整数倍，可取1000-2000ms ，由实验结果确定。

四、 课程设计实验结果1. 控制系统能正确运行。

2。

按设计信号下的系统输出响应。

3. 其他典型输入信号下的系统输出响应。

五、 进度安排六、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1．课程设计的目和设计的任务.2．课程设计的要求。

计算机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制系统的基础理论知识，包括控制系统的组成、工作原理和性能指标；2. 使学生了解常见传感器的工作原理，并能运用所学知识分析传感器的选用原则；3. 让学生掌握计算机控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。

技能目标：1. 培养学生运用计算机编程软件（如MATLAB）进行控制系统仿真的能力；2. 培养学生设计简单的计算机控制系统硬件电路，并进行调试的能力；3. 提高学生运用所学知识解决实际计算机控制问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同探讨、分析和解决问题；3. 增强学生的创新意识，培养学生在面对实际问题时敢于尝试、勇于突破的精神。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为计算机控制技术的实践性课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生处于高年级阶段，已具备一定的专业基础知识和实践能力。

教学要求注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 计算机控制系统概述- 控制系统基本概念- 控制系统发展历程- 计算机控制系统的优势与应用2. 控制系统硬件组成- 控制器硬件结构- 传感器及其接口技术- 执行器及其接口技术3. 计算机控制算法- PID控制算法原理- 模糊控制算法原理- 其他先进控制算法介绍4. 控制系统仿真与设计- MATLAB/Simulink软件介绍- 控制系统仿真模型搭建- 控制系统硬件设计及调试5. 实际案例分析与讨论- 典型计算机控制系统案例分析- 学生分组讨论实际控制问题- 创新性控制系统设计实践教学内容安排与进度：第一周：计算机控制系统概述第二周：控制系统硬件组成第三周：计算机控制算法第四周：控制系统仿真与设计第五周：实际案例分析与讨论教材章节及内容列举：第一章：计算机控制系统概述（涵盖教学内容1）第二章：控制系统的硬件与接口技术（涵盖教学内容2）第三章：计算机控制算法（涵盖教学内容3）第四章：控制系统的仿真与设计（涵盖教学内容4）第五章：计算机控制系统应用案例（涵盖教学内容5）三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以充分激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：用于讲解计算机控制系统的基本概念、原理和算法等理论知识。

计算机控制技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握计算机控制技术的基本原理和应用方法。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解计算机控制技术的基本概念、原理和特点；熟悉计算机控制系统的组成和分类；掌握常见的计算机控制算法和应用。

2.技能目标：能够运用计算机控制技术解决实际问题；具备分析和设计简单计算机控制系统的的能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对计算机控制技术的兴趣和好奇心，提高学生运用科学技术解决实际问题的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机控制技术概述：计算机控制技术的起源、发展及其在各个领域的应用。

2.计算机控制系统的基本原理：模拟计算机控制系统、数字计算机控制系统、混合计算机控制系统。

3.计算机控制系统的组成：控制器、执行器、传感器、反馈元件等。

4.计算机控制算法：PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。

5.计算机控制技术的应用：工业自动化、交通运输、楼宇自动化等。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过讲解计算机控制技术的基本概念、原理和特点，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解计算机控制技术的应用。

3.实验法：让学生动手进行实验，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

4.讨论法：学生进行课堂讨论，激发学生的思考，提高学生的表达能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版社出版的计算机控制技术教材。

2.参考书：提供相关的计算机控制技术参考书籍，供学生自主学习。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，丰富教学手段，提高教学效果。

4.实验设备：准备计算机控制系统实验装置，让学生能够实际操作，加深对知识的理解。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。

计算机控制技术课程设计指导书内容：1.计算机炉温控制系统设计2.倒立摆控制系统设计3.网络控制系统设计计算机炉温控制系统设计一．课设目的1.了解温度控制系统的特点、组成和接口电路2.掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路3.掌握C 语言设计控制程序的方法4.应用各种控制算法，实现温箱的闭环控制二．课设内容1.系统整体设计和组成2.最佳控制PID 系统参数测定3.温控系统控制算法设计和比较4.绘图：绘出设计调试的结果5.数据处理和分析三．温控系统简介1.系统的基本工作原理系统结构图如图1.1所示，图中)1/(1)(,/)1()(),/1()(+=-=++=-Ts s G s e s G s K s K K s G p Ts h d i p c 。

图1.1 系统结构图 整个炉温控制系统由两大部分组成。

一部分由计算机和A/D&D/A 卡组成。

主要完成温度采集，PID 运算，产生可控硅的触发脉冲。

另外一部分由传感器信号放大，同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等组成。

炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压可在0～140V 内变化。

可控硅的导通角为0～5bH 。

温度传感器是通过一只热敏电阻及其放大电路组成，温度越高其输出电压越小。

外部LED 灯的亮灭表示可控硅的导通与关断的占空比时间，如果炉温低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。

温度控制电路原理图如图1.2所示。

图1.2 温度控制电路原理图2.PID 递推算法如果PID 调节器输入信号为)(t e ，输送信号)(t u ，则离散的递推算法如下：))1()(()2()()(--++=k e k e k k e k k e k k u d i p ,其中)2(k e 是误差累积和。

四．设计步骤1.硬件连接将A/D&D/A 卡插入计算机扩展槽，把A/D&D/A 卡和温控卡控制盒用20芯的扁平信号线连接，然后把温度传感器放入炉内，检查元件无误后接通温控箱220V 电源。

计算机控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解计算机控制系统的基本原理和概念，掌握控制系统的数学模型；2. 掌握常见控制算法，如PID控制、模糊控制等，并能运用至实际控制系统中；3. 了解计算机控制系统在不同领域的应用，如工业控制、智能家居等。

技能目标：1. 能运用所学知识对简单的控制系统进行建模和分析；2. 掌握利用计算机编程实现对控制系统的仿真和优化；3. 能设计简单的计算机控制系统，具备初步的控制系统调试和故障排查能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制系统及自动化技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生的团队协作能力和沟通能力，使其在项目实践中学会合作与分享；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到计算机控制系统在国民经济发展中的重要作用。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，通过课程设计，使学生在实践中掌握计算机控制系统的相关知识和技能。

学生特点：学生具备一定的计算机基础和控制理论知识，具有较强的动手能力和求知欲。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高其解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 计算机控制系统概述- 控制系统基本原理- 计算机控制系统的组成与分类- 控制系统性能指标2. 控制系统数学模型- 线性系统数学模型- 非线性系统数学模型- 系统建模方法3. 常见控制算法- PID控制算法- 模糊控制算法- 其他先进控制算法简介4. 计算机控制系统应用案例分析- 工业控制应用案例- 智能家居应用案例- 其他领域应用案例5. 控制系统设计与实践- 控制系统设计方法- 基于计算机的控制系统仿真- 控制系统编程与调试- 故障排查与优化6. 课程项目实践- 项目任务书与要求- 项目实施步骤与方法- 项目成果展示与评价教学内容安排和进度：第1-2周：计算机控制系统概述、控制系统数学模型第3-4周：常见控制算法第5-6周：计算机控制系统应用案例分析第7-8周：控制系统设计与实践第9-10周：课程项目实践与成果展示教材章节关联：第1章：计算机控制系统概述第2章：控制系统数学模型第3章：常见控制算法第4章：计算机控制系统应用案例分析第5章：控制系统设计与实践第6章：课程项目实践与评价三、教学方法1. 讲授法：- 对于计算机控制系统的基本原理、数学模型和控制算法等理论知识，采用讲授法进行教学，使学生在短时间内掌握课程核心内容；- 讲授过程中注重启发式教学，引导学生主动思考问题，提高课堂互动效果。