计控课程设计

河南机电高等专科学校课程设计报告课程名称： 《计算机控制技术》题目 系部名称： 专业班级： 姓名： 学号: 2014年月日目录第1章系统分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1功能简介方案选择第2章硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（主要介绍硬件电路中涉及的主要芯片的功能，以及主要电路的原理图）注解内容，括号中的字写报告时须删除系统总体框图各部分电路图第3章软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（主要介绍存储器地址分配，以及主程序和各主要功能子程序的程序流图）注解内容，括号中的字写报告时须删除主程序流程图各主要功能子程序流程图（写具体的子程序名称）第4章总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（主要介绍软硬件设计中存在的优缺点和对系统性能的分析）注解内容，括号中的字写报告时须删除设计中的优缺点系统性能分析附录A硬件电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（可以是原理图或PCB图）附录B程序清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„格式细节：正文一律用宋体小四号字，每段首行缩进2字符，正文中段前段后0行，1.5倍行距。正文中每章标题（一级标题）用宋体二号加粗，每节标题（二级标题）用宋体小三加粗，每节下面的标题（三级标题）用宋体小四加粗。不要出现四级标题！正文中出现的表格和图（原理图、流程图）要有编号和名称，表和图按章分别编号，表、图的编号和名称一律用宋体小五号字。正文中出现的公式一律用公式编辑器编辑，公式的字体大小应该与论文正文的字体大小相匹配，公式一律也按章编号并且要加括号。流程图的绘制最好采用专门的软件，如smartdraw、visio,但不做硬性要求，只要规范即可。各章的开始都要另起一页。篇幅在10-15页之间。“参考文献”用宋体二号加粗，所引文献用宋体五号。8．特别注意：课程设计报告的封面、目录和参考文献这三部分不要页眉页脚！用WORD自动生成目录！目录格式同模板。课题1：基于单片机（或PLC）的电阻炉温度控制系统设计某工业电炉在对产品进行加工的过程中，炉内温度的变化要求如图1所示。在对炉内产品进行加工的过程中，炉温从室温上升到1000°C应为30min,然后温度保持在1000C，其时间为1小时。最后断电，使电炉自然冷却。电炉的加热源是热阻丝，利用大功率可控硅控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。设计目的：（1） 掌握温度控制系统的特点、组成和接口电路。（2） 掌握计算机与温度控制器、电加热器的接口电路。（3） 选择控制算法，实现电炉的闭环控制。具体设计要求：（1） 系统方案的确定按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，画出系统框图。（2） 硬件系统设计完成单片机最小系统设计（单片机选型、时钟电路、复位电路、LED显示电路、存储器）；完成2路温度测量接口电路设计（温度传感器选型、变送器电路、A/D接口电路、A/D转换程序；也可直接选用数字温度传感器、完成其温度采集程序设计）;完成1路可控硅控制电路设计（1路8位D/A转换电路、输出信号为0V〜5V）,并画出硬件原理图。（3）程序设计采用模块化设计，设计实时钟管理模块，温度采集，温度控制模块，数字滤波，非线性处理，PID控制程序，报警模块，键盘、显示接口模块，并进行温度控制算法的设计和测定PID的最佳控制参数。总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题二：步进电动机控制系统的设计设计目的（1） 熟悉步进电机的结构，熟悉步进电机启动，停止，加速，减速，细分控制原理。（2） 设计一个基于单片机的步进电机调速控制系统。设计说明（1） 选择一款步进电动机，描述其电气参数；（2） 要求能够实现对步进电机的调速、细分等控制，具有控制转动方向功能；（3） 具有光电隔离单元；（4） 定义键盘按键：0〜9个数字键；6个功能键：设置SET、启动/停止、正向、反向、加速、减速控制键；（5） 前三位显示每次行走的角度，后三位显示当前转速。设计要求（1）方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，画出系统框图。（2）硬件电路设计按控制系统的实现方案，画出硬件原理图。（3）系统程序设计采用模块化设计方法，画出初始化程序、主程序、控制程序。总结报告写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。

心比）C〉D）<、A)4()B)3/C)2'D、1MT2心比）C〉D）<、A)4()B)3/C)2'D、1MT2????AD0AD7P1.0P1.1P0.CP1.2 :P1.3 :■P0.7P2.6P2.7WRRD8031-PB7PB0H0PC1OMPC0CSWRPACPA1PA2RDciPA3课题三：直流电动机的脉宽调速控制系统的设计设计目的（1） 掌握直流电动机调速方法。（2） 掌握脉宽调速控制系统的设计方法。（2）设计一个直流电动机脉宽调速控制系统。设计说明（1） 要求实现直流电机的启动，加减速，正反转等功能。（2） 绘制直流电机的驱动电路，要有光电隔离单元。（3） 具有停/起功能键、正/反向控制键。设计要求（1）方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，画出系统框图（2） 硬件电路设计按控制系统的实现方案，画出硬件原理图。（3） 系统程序设计采用模块化设计方法，画出初始化程序、主程序、脉宽调速控制程序。总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题四：基于单片机的数字式超声波测距仪设计设计目的(1)掌握超声波测距的基本原理。(2)设计一个超声波测距仪的程序。设计说明(1)设计超声波发射电路，超声波接收电路。(2)完成距离检测的程序设计，实现距离的LED显示。设计要求(1)方案论证按超声波测距的基本原理，设计检测系统的实现方案，(2)系统程序设计采用模块化设计方法，画出程序。总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题五：简易冷暖双向空调设计目的设计一个由51单片机控制的简易冷暖双向空调。通过这个过程学习温度的采样方法，A/D变换方法以及数字滤波的方法。通过实践过程掌握温度的几种控制方法，了解利用单片机进行微型计算机控制系统结构。设计要求温度指标：16〜30°C之间任选；偏差：1°C。用“+”和“-”两个按键选择设定温度两位LED交替显示实际温度和设定温度，间隔1秒钟总结报告利用学过的计控和自控的知识，分析系统的特性，写并出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题六：多点温度检测与控制系统1.设计目的多点温度检测与控制系统针对室温环境下的温度监控，如大型机组的轴温，大型变压器油温，化学反应过程，环境测试等。控制核心采用采用51内核的单片机，温度测量范围0〜100°C。输出8路开关控制信号(开关控制不要求设计输出驱动电路)和1路PWM模拟信号(具备PID控制能力)。温度测量精度0.1度，综合控制精度误差不超过1%。在稳态无扰动的情况下，PWM输出的0-5伏电压可使温度从室温25度变化到最高温度100度。2．硬件的设计和实现选择计算机机型(采用51内核的单片机)；设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口等)；设计键盘、显示接口电路设计输入输出通道(包括AD590切换控制电路、信号转换电路和电平移动电路、AD转换器，输出驱动电路等)；其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)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)。总结报告利用学过的计控和自控的知识，分析系统的特性，写并出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题七：基于PID算法(或PID改进算法)的软件仿真系统设计1．设计目的掌握PID算法的基本原理。掌握PID算法各种改进方法。设计一个实现变速积分的PID算法的程序或Simulink仿真图。2．设计说明(1)被控对象为一电阻加热炉，其数学模型为，G(s)= ,T二350秒；K二50;t二10秒Ts+1d dd设计PID算法实现系统在220V电源供电，8kW电阻加热时的温度控制，温度控制的稳态误差范围为±1度。(2)分析PID算法的特性。对PID算法的改进方法进行分析。(2)设计PID算法的程序。利用matlab软件进行系统仿真。3．设计要求(1)方案论证按PID控制的基本原理，决定系统程序的实现方案，(2)系统程序设计采用模块化设计方法，作出程序。4．总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题八：基于PLC的双水箱液位控制系统设计1．课题目的熟悉液位的控制原理。设计一个PLC控制