计算机控制技术课程设计任务书

扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告题 目： 斯密斯预估控制系统设计 课 程： 计算机控制技术课程设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 第 一 部 分任务书计算机控制技术课程设计任务书一、课题名称斯密斯预估控制系统设计二、课程设计目的课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。计算机控制技术是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。通过课程设计，加深对学生控制算法设计的认识，学会控制算法的实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统的实际组成，掌握计算机控制系统的整体设计方法和设计步骤，编程调试，为从事计算机控制系统的理论设计和系统的调试工作打下基础。三、课程设计内容设计以89C51单片机和ADC、DAC等电路、由运放电路实现的被控对象，构成的计算机单闭环反馈控制系统。1. 硬件电路设计：89C51最小系统加上模入电路（用ADC0809等）和模出电路（用TLC7528和运放等）；由运放实现的被控对象。2. 控制算法：PID控制加斯密斯预估控制。3. 控制算法仿真：在simulink中建立控制系统仿真图，编写S-function, 对算法进行仿真。四、课程设计要求1. 模入电路能接受双极性电压输入（-5V+5V），模出电路能输出双极性电压（-5V+5V）。2. 模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。3. 每个同学选择不同的被控对象：4. simulink仿真采用ode4定步长，仿真步长可取0.1-1ms。采样周期T可取20-50ms。5. 被控对象的延迟由软件实现。Simulink仿真图直接用延迟环节。6. PID控制器可用凑试法整定。7. S-function的函数名由各人姓名拼音缩写+学号后3位数组成。有关的设计资料可参考计算机控制实验指导书的相关内容。五、课程设计实验结果1. simulink控制系统仿真能正确运行。2. 正确整定PID参数后，系统阶跃响应的超调15%。3. 比较同样的对象带与不带纯滞后环节时的系统响应。六、进度安排序号内容天数1布置任务，熟悉课题要求0.52总体方案确定，硬件电路设计1.53学习matlab及simulink的使用，研读范例程序14控制算法设计15Simulink编程，调试16仿真实验17总结，撰写课程设计报告1七、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1课程设计的目和设计的任务。2课程设计的要求。3控制系统总框图及系统工作原理。4控制系统的硬件电路原理图（含被控对象），电路的工作原理。 5控制算法原理与控制器设计。6. Simulink仿真图及S-function的算法实现说明。7实验结果及其分析。8电路设计、仿真调试中遇到的问题及解决方法。9体会。第 二 部 分课程设计报告 目 录 （宋体2号加粗）（另起一页）正文1 课题简介 （宋体4号加粗）课题的目的，任务，要求1.1 * （格式：宋体5号，首行缩进2格，单倍行距，下同）1.2 *2 * 方案设计控制系统总体介绍, 系统框图，闭环工作原理。2.1 *2.2 * 3 * 硬件电路设计重点介绍A/D采样电路，双极性电压输入的实现原理；D/A输出双极性的实现原理；A/D和D/A的端口地址；给定被控对象的电路实现。3.1 *3.2 *4 * 控制算法设计重点介绍控制算法的原理，控制器设计，控制算法计算机实现的公式推导，采样周期选择。4.1 *4.2 *5 * Simulink仿真设计重点介绍Simulink仿真图的设计及其说明，对S-function程序清单自己添加的部分加注释及说明（变量及语句的作用）。5.1 *5.2 *6 实验与结果分析按要求收录仿真过程的相关波形图，对实验结果（图）做出说明与分析。6.1 *6.2 *7 小结与体会（另起一页）参 考 文 献（列出你所利用的参考文献。格式参见下面。）1 于海生主编，微型计算机控制技术（第2版），北京：清华大学出版社，20092 张艳兵等编著，计算机控制技术，北京：国防工业出版社，20083 张毅刚主编，单片机原理及应用，北京：高等教育出版社，20044 陈涛编著，单片机应用及C51程序设计，北京：机械工业出版社，20085 楼然苗, 李光飞编著, 单片机课程设计指导, 北京: 北京航空航天大学出版社, 2007 7 控制、电子技术类杂志、报刊 （这条需要你自己填写）