控制系统课程设计任务书(10级)新.docVIP

《控制系统课程设计》教学要求 选题一：直接数字控制系统 题目（一） 温度控制器的设计 1、设计一个电路系统，通过温度传感器检测外界的温度，然后经放大接入A/D，和键盘设置的温度值进行比较，来调节控制器对加热器进行控制，使温度保持在设定温度附近，并通过LED显示温度值，如果出现温度异常，通过嗡鸣器进行报警。以实现温度设置输入、温度显示、温度异常报警、加热执行器控制等功能。 2、设计目的： 1) 掌握A/D转换与单片机的接口连线； 2) 掌握数据采集电路设计方法； 3) 掌握LED显示与键盘的设计方法； 3、设计要求： 1）画出控制系统结构框图； 2）选择合适元器件进行电路设计，画出电路原理图； 3）画出系统功能实现流程图。 4）编写控制程序。 *（二）非接触式体温检测仪设计 利用单片机和红外测温传感器，设计一个人体温度检测仪。要求能够自动采集处理温度数据，并能在lcd上实时显示检测到的温度数据。还能对温度进行越限报警。报警的上下限能够通过键盘输入模块进行预先设置。 设计要求同上。 （三）可燃气体检测及报警装置 1．对常见可燃气体进行自动监测的报警装置 2．检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警 3．工作原理：采用的控制方案--直接数字控制（DDC） 1）设计可燃气体检测及报警装置硬件系统，画出框图； 2）检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警； 3）采用的控制方案--直接数字控制（DDC）； 4）CPU采用单片机； 设计要求同上。 选题二 1、题目：直流伺服电机控制系统2、内容简介：设计对象是直流电机，设计一个计算机控制的直流伺服电机控制系统。由测量元件(位移传感器)对被控对象(电机)的被控参数(位移)进行测量，由变换发送单元(A\D转换器)将被控参数(位移)变成一定形式的信号，给控制器，将信号(实际位移量)与给定信号(位移量)进行比较，若有误差则按预定的控制规律产生一控制信号驱动执行机构(电机控制电源)工作，使被控参数(实际位移量)与给定值(给定位移量)保持一致。 式中，K=100， T1=1.8，T2=0.035，T3=0.15。控制算法选用数字PID控制。 3、设计平台及可使用硬件： 以工控实验室微机原理实验箱为课程设计平台，可以选用8086CPU 板或者 51CPU 板；也可使用自有的51、ARM等嵌入式实验板； 4、基本功能要求： （1）选择适当的传感器和控制执行部件，计算机输出的控制信号控制执行机构 （2）控制误差小于1cm； （3）设定参数可以通过键盘设置； （4）LCD显示当前参数以及设定参数信息。 5、加分项目： （1）使用ARM、DSP等高性能微处理器作为控制核心； （2）使用其它解决纯滞后有效的控制算法； （3）采用《自动控制原理》、《计算机控制系统》等相关课程中的知识点去解决实际问题。 6、主要任务 （1）在MATLAB/Simulink环境下完成控制系统建模和数字控制器设计工作，控制算法标准/改进数字PID算法，进行控制性能比较； （2）Protel环境下的硬件系统设计 （3）控制程序设计和调试 选题三 1、题目：电阻加热炉温度控制系统 2、内容简介：工业用电阻加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。本控制对象电炉丝额定功率800W，由220V交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。其被控对象数学模型为： 其中：时间常数，放大系数，滞后时间。 3、设计平台及可使用硬件： 以51单片机或者ARM/DSP微处理器作为控制核心，独立完成控制系统硬件部分设计。 4、基本功能要求： （1）选择适当的传感器和控制执行部件，计算机输出的控制信号控制可控硅的工作状态，从而控制炉内温度； （2）要求控制温度范围50-350摄氏度，控制精度±1摄氏度； （3）具有键盘和LED/LCD显示功能，便于进行设定温度等参数的设定和系统工作状态显示； （4）控制算法采用标准/改进数字PID算法，进行控制性能比较。 5、加分项目： （1）使用ARM、DSP等高性能微处理器作为控制核心； （2）使用其它解决纯滞后有效的控制算法； （3）采用《自动控制原理》、《计算机控制系统》等相关课程中的知识点去解决实际问题。 6、主要任务 （1）在MATLAB/Simulink环境下完成控制系统建模和数字控制器设计工作，控制算法采用标准/改进数字PID算法，进行控制性能比较； （2）在Protel环境下完成控制系统硬件部分设计； （3）完成控制软件程序的设计，要求编译通过即可，注意软件设计中的模块化设计方法。 设计报告要求 （1）内容包括系统功能分析、控制算法仿真及分析、系统硬件原理图设计、控制软件功能分析、程序模