微型计算机控制技术课程设计

计算机控制技术课程设计

专 业： 自动化

班 级： 动201xxx

姓 名： xxx

学 号： 2013xxxxxx

指导教师： xxx

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2016 年 07 月 15 日评语：

考勤10分 守纪10分 过程30分 设计报告30分 答辩20分 总成绩(100分)

水箱液位控制系统设计

1设计目的

通过课程设计使学生掌握如何应用微型计算机结合自动控制理论中的各种控制算法构成一个完整的闭环控制系统的原理和方法；掌握工业控制中典型闭环控制系统的硬件部分的构成、工作原理及其设计方法；掌握控制系统中典型算法的程序设计方法；掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高解决实际工程问题的能力。

2 设计要求

设计双容水箱液位控制系统，由水泵1、2分别通过支路1、2向上水箱注水，在支路一中设置调节阀，为保持下水箱液位恒定，支路二则通过变频器对下水箱液位施加干扰。设计串级控制系统以维持下水箱液位的恒定，双容水箱液位控制系统示意图如下图1所示。

图1 双容水箱液位控制系统示意图

3 设计方法

为保持水箱液位的稳定，设计中采用闭环系统，将下水箱液位信号经水位检测器送至控制器（PID），控制器将实际水位与设定值相比较，产生输出信号作用于执行器（控制阀），从而改变流量调节水位。当对象是单水箱时，通过不断调整PID参数，单闭环控制系统理论上可以达到比较好的效果，系统也将有较好的抗干扰能力。该设计对象属于双水箱系统，整个对象控制通道相对较长，如果采用单闭环控制系统，当上水箱有干扰时，此干扰经过控制通路传递到下水箱，会有很大的延迟，进而使控制器响应滞后，影响控制效果，在实际生产中，如果干扰频繁出现，无论如何调整PID参数，都将无法得到满意的效果。考虑到串级控制可以使某些主要干扰提前被发现，及早控制，在内环引入负反馈，检测上水箱液位，将液位信号送至副控制器，然后直接作用于控制阀，以此得到较好的控制效果。

《计算机控制技术》课程设计报告

学 院： 沈阳工业大学

专 业： 电气工程及其自动化

班 级： 06电气2班

姓 名： 朱红云

学 号： 09

指导教师： 李英顺

起止日期：2009年6月15日～2009年6月28日目 录

1. 课程设计目的 .................................................. 1

2.课程设计题目和要求................................................ 1

2.1课程设计题目 .................................................. 1

2.2系统要求 ...................................................... 2

2.3控制方案 ...................................................... 2

3设计内容 .......................................................... 3

3.1硬件设计 ...................................................... 3

3.1.1单片机最小硬件电路 ........................................ 3

3.1.2芯片介绍 .................................................. 6

3.1.3数码管显示电路 ............................................ 8

1. 什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？

计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。它是工业控制机构生产过程的大部分组成，工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件部分，生产过程包括被控对象，测量变送，执行机构，电气开关等。

2. 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？

计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。（3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。（4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。（5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构

3. 实时，在线方式和离线方式的含义是什么？

实时是指信号的输入，计算和输出都要在一定的时间范围内完成，即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义。在线方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。离线方式：生产过程不和计算机相连且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

4. 工业控制机有哪几部分组成？

工业控制机包括硬件和软件两部分。硬件包括：主机（CPU、RAM、ROM）板，人--机接口，外部总线和内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道。软件包括系统软件、支持软件和应用软件。

5. 什么是总线，内部总线和外部总线？

总线是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电机、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。内部总线：就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB，电源总线PB。外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行通信的连接。

微型计算机控制技术试卷A

一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）

1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ ）转换。

A．A/D转换器 B．双向可控硅

C．D/A转换器 D．光电隔离器

2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ ）器件完成控制量的切换工作。

A．锁存器锁存 B．多路开关

C．A/D转换器转换 D．反多路开关

3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值 （ ）。

A． 比较小 B．比较大 C．取零值 D．取负值

4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至 （ ）。

A． 阳极 B． 阴极 C．阴极或阳极 D．先送阴极再送阳极

5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（ ）实现的。

A．改变定子的通电方向和通电占空比

B．改变转子的通电方向和通电占空比

C．改变定子的通电电压幅值

D．改变转子的通电电压幅值

6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（ ）

A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机

B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机

C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作

D．SCC计算机与控制无关

7. 键盘锁定技术可以通过（ ）实现。 A．设置标志位

B．控制键值锁存器的选通信号

C．A和B都行

D．定时读键值

8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（ ）。

A．0．3 伏以下 B．0．7伏以上