计算机控制原理温度控制系统课程设计.doc

计 算 机 控 制 课 程 设 计 报 告 目录 1设计任务和控制要求 1.1设计任务 1.2控制要求 2 设计方案 2.1温度控制系统组成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不仅需要微型计算机控制理论、程序设计和接口技术等方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、系统设计控制软件的设计等，以便使学生掌握微型计算机控制系统设计的总体思路和方法，做到理论与实践的结合。本设计的被控对象为电热丝。其被控对象温控数学模型为 输出形式： 第一种: 0-10mA 电流信号 第二种：脉宽调制（PWM）信号输出 温度控制系统组成 温度控制系统框图如图1所示该系统由以下部分组成： 图1 温度控制系统框图 T 为被控对象时间常数； τ 为滞后时间常数。 2.2.3确定被控对象数学模型 在模拟控制系统中，参数整定方法较多，常用的实验整定方法有：临界比例度法、阶跃响应曲线法、试凑法等。数字控制时也可采用类似方法，如扩充的临界比例度法、扩充的阶跃响应曲线法与试凑法等等。 本次设计采用扩充响应曲线法来确定被控对象模型。具体步骤如下： （1）首先不将数字控制器接入控制系统，让系统处于开环工作状态下，给定一阶跃信号，每10s 记录一次数据，直至系统输出稳定在给定值附近。 （2）根据记录数据画出被调量在阶跃输入下的整个变化过程曲线。 （3）在曲线最大斜率处做切线，求得滞后时间τ ，被控对象时间常数 以及它们的比值/τ。 3 被控对象的参数设定 3.1数据记录如下： 表1 第一次 给定电压：5V 每10s 记一数据 1.64 3.54 4.21 4.69 4.98 5.19 5.34 5.43 5.49 1.67 3.58 4.23 4.71 4.99 5.2 5.34 5.43 5.49 1.86 3.62 4.27 4.73 5 5.21 5.34 5.44 5.49 2.06 3.66 4.3 4.75 5.01 5.22 5.35 5.44 5.5 2.28 3.69 4.32 4.77 5.03 5.22 5.35 5.44 5.5 2.46 3.73 4.35 4.78 5.04 5.23 5.36 5.44 5.5 2.58 3.76 4.37 4.8 5.05 5.24 5.36 5.45 5.5 2.72 3.8 4.4 4.81 5.06 5.25 5.37 5.45 5.51 2.81 3.84 4.42 4.83 5.07 5.26 5.37 5.46 5.51 2.92 3.87 4.45 4.84 5.08 5.26 5.38 5.46 5.51 3.01 3.91 4.48 4.85 5.09 5.27 5.38 5.46 5.51 3.07 3.94 4.51 4.87 5.1 5.28 5.39 5.46 5.52 3.13 3.97 4.53 4.89 5.11 5.29 5.39 5.47 5.52 3.19 4.01 4.56 4.9 5.12 5.29 5.4 5.47 5.52 3.25 4.04 4.58 4.92 5.13 5.3 5.4 5.48 3.3 4.07 4.6 4.93 5.14 5.3 5.41 5.48 3.36 4.1 4.61 4.94 5.15 5.31 5.41 5.48 3.41 4.13 4.63 4.95 5.16 5.32 5.41 5.48 3.47 4.15 4.65 4.96 5.17 5.33 5.42 5.48 3.51 4.18 4.67 4.97 5.18 5.33 5.42 5.49 表2 第二次 给定电压 4V 每10s记一数据 终值 4.75 2.11 3.36 3.85 4.17 4.37 4.49 4.57 4.66 4.72 2.13 3.39 3.87 4.18 4.38 4.49 4.58 4.66 4.72 2.26 3.42 3.89 4.19 4.38 4.49 4.58 4.66 4.72 2.39 3.45 3.91 4.21 4.4 4.51 4.58 4.66 4.73 2.53 3.48 3.92 4.22 4.4 4.51 4.59 4.66 4.73 2.64 3.5 3.94 4.24 4.41 4.51 4.59 4.69 4.73 2.73 3.53 3.96 4.24 4.41 4.52 4.59 4.69 4.73 2.81 3.56 3.97 4.25 4.43 4.52 4.62 4.69 4.73 2.8