计算机控制技术课程设计任务书

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计算机控制技术课程设计任务书

题目1:通用数字PID调节器设计

1、主要技术数据和设计要求

主要技术数据:8路模拟量输入:适配1~5V输入,量程自由设定;8路输出控制信号:1~5V标准电压输出;输入模拟量转换精度:0.1%;RS232串行通讯通口。

控制模型:数字PID控制算法;PID参数范围:比例带Kp:1-999.9%,积分时间Ti:1-9999秒(Ti=9999时积分切除),微分时间Td::0-9999秒(Td=0时微分切除)。

调节控制器使用51内核的单片机,完成对8路模拟信号的切换、信号变换、A/D转换;单片机对数据处理后(含数字滤波、数值变换),送到显示和通讯部分,并经PID运算处理后通过D/A转换器输出。经信号变换和信号分配后输出8路控制信号。设计中应充分考虑干扰问题。

2、设计步骤

一、总体方案设计、控制系统的建模和数字控制器设计

二、硬件的设计和实现

1. 选择计算机机型(采用51内核的单片机);

2. 设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口等);

3. 设计键盘、显示接口电路;

4. 设计8路模拟量输入输出通道;

5. 设计RS232串行通讯通口;

*6. 其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)。

三、软件设计

1. 分配系统资源,编写系统初始化和主程序模块;

2. 编写数字PID调节器软件模块;

3. 编写数字滤波程序;

*4. 编写A/D、D/A转换器处理程序模块;

*5. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。

四、编写课程设计报告,绘制完整的系统电路图。

计算机控制技术课程设计任务书

题目2:双闭环直流电动机数字调速系统设计

1、主要技术数据和设计要求

主要技术数据:直流电动机(对象)的主要技术参数如下:直流电动机Ped=3kW,Ued=220v ,ned=1500r/min,电枢回路总电阻R=2.50欧姆,电动机回路电磁时间常数TL=0.017s,机电时间常数TM=0.076s,电势常数Ce=0.1352V/r·min),晶闸管装置放大倍数Ks=30,整流电路滞后时间Ts=0.0017s。

主要技术指标:速度调节范围0-1500r/min,速度控制精度0.1%(额定转速时),电流过载倍数为1.5倍。

主要要求:直流电动机的控制电源采用PWM控制方式,在其输入电压为0-5伏时可以输出0-264伏电压,为电机提供最大25安培输出电流。速度检测采用光电编码器,且假定其输出的A、B两相脉冲经光电隔离辨向后获得每转1024个脉冲的角度分辨率和方向信号。电流传感器采用霍尔电流传感器,其原副边电流比为1000:1,额定电流为50安培。采用双闭环(速度和电流环)控制方式。

2、设计步骤

一、总体方案设计、控制系统的建模和数字控制器设计

二、硬件的设计和实现

1. 选择计算机机型(采用51内核的单片机);

2. 设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口等);

3. 设计键盘、显示接口电路;

4. 设计输入输出通道(速度反馈、电流反馈电路、输出驱动电路等);

*5.它相关电路的设计或方案(电源、通信等)。

三、软件设计

分配系统资源,编写系统初始化和主程序模块;

2. 编写数字调节器软件模块;

3. 编写A/D转换器处理程序模块;

*4.编写输出控制程序模块;

*5.其它程序模块(数字滤波、显示与键盘等处理程序)。

四、编写课程设计说明书,绘制完整的系统电路图。

题目4:直流无刷电动机控制器设计

1、设计内容

直流无刷具备交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的优点,又具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的诸多优点,在工业控制等领域应用日益广泛。无刷电动机原理可参考张琛编著的“直流无刷电动机原理及应用”机械工业出版社出版。要求设计用单片机实现的直流无刷电动机PWM控制器,包含主电路以及对应的驱动电路与CPU的接口,必要的外围电路等。

2、设计步骤

一、总体方案设计、控制系统的建模和数字控制器设计

二、硬件的设计和实现

1.选择计算机机型(采用51内核的单片机);

2.设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等);

3.设计位置检测信号接口电路;

4.设计PWM驱动接口电路及主电路;

*5. 其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)

三、软件设计

分配系统资源,编写系统初始化和主程序模块;

2.编写位置和转速检测程序;

3. 编写PWM输出控制程序模块;

*4. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。

四、编写课程设计说明书,绘制完整的系统电路图。

计算机控制技术课程设计任务书

题目5:基于数字温度传感器18B20的多点检测与控制系统设计

1、设计内容

设计多点温度检测与控制系统,要求使用MAXIM数字温度传感器18B20,一条总线挂接8只18B20。使用单片机进行温度检测和控制,单片机需要扩展必要的键盘和显示电路。通过单片机的I/O引脚输出一路PWM控制信号和7路开关量控制信号,实现对8路温度控制。

参考文章:数字温度传感器DS18B20的原理与应用

/jswz/read.php?ID=2665

单线数字温度传感器DS18B20的原理与应用

/article_view.asp?id=358

基于DS18B20的智能温度测量装置

/info.asp?ArticleID=4302

2、设计步骤

一、总体方案设计

二、通用PID数字控制器设计

三、硬件的设计和实现

1.选择计算机机型(采用51内核的单片机);

2.设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等);

3.设计18B20接口电路;

4.设计PWM驱动接口电路和开关控制电路;

*5. 其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)

四、软件设计

分配系统资源,编写系统初始化和主程序模块;

2.编写18B20数字温度传感器程序;

3.编写PWM输出控制和开关控制程序模块;

*4.其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。

五、编写课程设计说明书,绘制完整的系统电路图。

计算机控制技术课程设计任务书

题目6:小功率步进电机控制器

1、设计内容