計算機控制技術課程設計任務書-安世奇(2015)

1、計算機控制技術課程設計任務書題目1:通用數字PID調節(jié)器設計1、主要技術數據和設計要求主要技術數據：8路模擬量輸入：適配15V輸入，量程自由設定；8路輸出 控制信號：15V標準電壓輸出；輸入模擬量轉換精度：0.1% ; RS232串行通訊 通口。控制模型：數字PID控制算法；PID參數范圍：比例帶 Kp :1-999.9%，積分時間Ti: 1-9999秒（Ti=9999時積分切除），微分時間 Td: 0-9999秒（Td=0 時微分切除）。調節(jié)控制器使用51內核的單片機，完成對8路模擬信號的切換、信號變換、 A/D轉換；單片機對數據處理后（含數字濾波、數值變換），送到顯示和通訊部分， 并經PI

2、D運算處理后通過D/A轉換器輸出。經信號變換和信號分配后輸出8路控制 信號。設計中應充分考慮干擾問題。2、設計步驟一、總體方案設計、控制系統(tǒng)的建模和數字控制器設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2. 設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設計鍵盤、顯示接口電路；4. 設計8路模擬量輸入輸出通道；5. 設計RS232串行通訊通口；*6.其它相關電路的設計或方案（電源、通信等）。三、軟件設計1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫數字PID調節(jié)器軟件模塊；3. 編寫數字濾波程序；*4.編寫A/D、D/A轉換器處理

3、程序模塊；*5.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計報告，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目2:雙閉環(huán)直流電動機數字調速系統(tǒng)設計1、主要技術數據和設計要求主要技術數據：直流電動機（對象）的主要技術參數如下：直流電動機Ped=3kW， Ued=220v ，ned=1500r/min，電樞回路總電阻 R=2.50 歐姆，電動機回路電磁時 間常數TL=0.017s，機電時間常數TM=0.076s，電勢常數 Ce=0.1352V/r min）, 晶閘管裝置放大倍數Ks=30，整流電路滯后時間 Ts=0.0017s。主要技術指標：速度調節(jié)范圍0-1500r/min，

4、速度控制精度0.1% （額定轉速時）， 電流過載倍數為1.5倍。主要要求：直流電動機的控制電源采用PWM控制方式，在其輸入電壓為 0-5伏時可以輸出0-264伏電壓，為電機提供最大25安培輸出電流。速度檢測采用光 電編碼器，且假定其輸出的 A、B兩相脈沖經光電隔離辨向后獲得每轉 1024個脈 沖的角度分辨率和方向信號。電流傳感器采用霍爾電流傳感器，其原副邊電流比為 1000 : 1,額定電流為50安培。采用雙閉環(huán)（速度和電流環(huán)）控制方式。2、設計步驟一、總體方案設計、控制系統(tǒng)的建模和數字控制器設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2. 設計支持計算機工作的外圍電

5、路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設計鍵盤、顯示接口電路；4. 設計輸入輸出通道（速度反饋、電流反饋電路、輸出驅動電路等）；*5.它相關電路的設計或方案（電源、通信等）。三、軟件設計分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫數字調節(jié)器軟件模塊；3. 編寫A/D轉換器處理程序模塊；*4.編寫輸出控制程序模塊；*5.其它程序模塊（數字濾波、顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目3:基于PID控制的淬火爐爐溫控制系統(tǒng)設計1、設計內容淬火是生產過程中的一道關鍵工序，其溫度控制的精度直接影響到產品的質量。 淬火爐溫度控

6、制通常由多個溫區(qū)。本設計針對一個溫區(qū)進行溫度控制，要求控制溫 度范圍500-800 C,控制精度在土C。溫度探頭選用熱電偶。輸出0-10mA電流信 號通過雙向可控硅控制器控制加熱電阻兩端的電壓，輸入電流輸出電壓線性關系。 其對象溫控數學模型為：G (s)Ke-sTs 1其中：時間常數放大系數滯后時間T = 400 秒K = 100 C /mAt10秒控制算法選用PID控制。2、設計步驟一、總體方案設計、控制系統(tǒng)的建模和數字控制器設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3設熱電

7、偶檢測信號放大和 A/D轉換接口電路；4設計D/A轉換和電流驅動接口電路；*5.其它相關電路的設計或方案（電源、通信等）三、軟件設計分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；編寫A/D轉換和溫度檢測子程序；編寫PID控制程序和D/A轉換控制子程序模塊；*4.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目4:直流無刷電動機控制器設計1、設計內容直流無刷具備交流電動機結構簡單、運行可靠、維護方便的優(yōu)點，又具備直流 電動機運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好的諸多優(yōu)點，在工業(yè)控制等領域應 用日益廣泛。無刷電動機原理可參考張琛編著的

8、“直流無刷電動機原理及應用”機 械工業(yè)出版社出版。要求設計用單片機實現的直流無刷電動機PWM控制器，包含主電路以及對應的驅動電路與 CPU的接口，必要的外圍電路等。2、設計步驟一、總體方案設計、控制系統(tǒng)的建模和數字控制器設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3設計位置檢測信號接口電路；4. 設計PWM驅動接口電路及主電路；*5.其它相關電路的設計或方案（電源、通信等）三、軟件設計分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫位置和轉速檢測程序；3. 編寫PWM輸出控制

9、程序模塊；*4.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目5:基于數字溫度傳感器18B20的多點檢測與控制系統(tǒng)設計1、設計內容設計多點溫度檢測與控制系統(tǒng)，要求使用MAXIM數字溫度傳感器18B20, 條總線掛接8只18B20。使用單片機進行溫度檢測和控制，單片機需要擴展必要的 鍵盤和顯示電路。通過單片機的I/O引腳輸出一路PWM控制信號和7路開關量控 制信號，實現對8路溫度控制。參考文章：數字溫度傳感器 DS18B20的原理與應用單線數字溫度傳感器DS18B20的原理與應用基于DS18B20的智能溫度測量裝置http:/

10、www.embeddedic.eom/i nfo.asp?ArticlelD=4302 2、設計步驟一、總體方案設計二、通用PID數字控制器設計三、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2. 設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3. 設計18B20接口電路；4. 設計PWM驅動接口電路和開關控制電路；*5.其它相關電路的設計或方案（電源、通信等）四、軟件設計分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫18B20數字溫度傳感器程序；3. 編寫PWM輸出控制和開關控制程序模塊；*4.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程

11、序）。五、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目6:小功率步進電機控制器1、設計內容在工業(yè)控制系統(tǒng)中，尤其是機械加工行業(yè)，有很多設備需要實現空間位置控制, 這些設備的控制核心就是實現對三個方向步進電機運動的步進電機控制器?；竟?能要求：接受來自外部的輸入信號，每個步進電機對應的一個旋轉方向信號和一路 控制脈沖，三臺步進電機共有六路輸入信號。根據外部的方向信號和脈沖信號經程 序處理后發(fā)出對應步進電機的控制脈沖。控制器使用單片機，要求有必要的外部接 口，如顯示和鍵盤，同時選擇合適的步進電機驅動電路。步進電機為三相。2、設計步驟一、總體方案設計二、硬件的設計和實

12、現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2. 設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設計控制信號輸入電路；4. 設計步進電機驅動電路；5. 設計鍵盤、顯示接口電路；*6.設計RS232串行通訊通口；*7.其它相關電路的設計或方案（電源等）。三、軟件設計1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 步進電機控制信號輸入程序；3. 步進電機控制程序設計；4*.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目7:電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計1、設計內容試設計一電加熱爐控制系統(tǒng)，使其能同時

13、對一般家用電爐的溫度進行控制。利 用傳感器和變送器檢測出爐內的溫度，根據溫度值與設定值的差值以及該差值隨時 間的變化率實施控制。系統(tǒng)的輸出信號經過處理后通過觸發(fā)晶閘管調壓裝置來實現 對電阻絲兩端的加熱電壓或加熱功率的大小控制。要求系統(tǒng)有數據處理、顯示功能 等?？刂扑惴ㄟx用最少拍無差系統(tǒng)的算法，被控對象為一階慣性環(huán)節(jié)和一階積分環(huán) 節(jié)的組合，慣性時間常數為2S，開環(huán)增益k = 10。溫度控制范圍為50150 C2、設計步驟一、總體方案設計二、控制系統(tǒng)的建模和數字控制器設計三、硬件的設計和實現1. 選擇計算機cpu ；2設計支持計算機工作的外圍電路；3. 設計鍵盤、顯示接口電路4. 設計輸入輸出通道

14、；四、軟件設計編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫A/D和D/A轉換器處理程序模塊；3. 編寫數字調節(jié)器程序模塊；五、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目&步進電機速度控制系統(tǒng)設計1、設計內容設計以單片機為內核的小功率步進電機速度控制器。單片機接受來自 RS232 的速度控制指令，通過單片機轉換成步進電機的走步脈沖，同時對 2只步進電機的 連續(xù)速度控制。要求討論速度與走步脈沖的關系，并實現加速、減速和恒速工作。2、設計步驟一、總體方案設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2. 設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RA

15、M、I/O端口等）；3. 討論加速、減速和恒速工作方式和控制方法；4. 設計步進電機驅動電路；5. 設計鍵盤、顯示接口電路；*6.設計RS232串行通訊通口；*7.其它相關電路的設計或方案（電源等）。三、軟件設計1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 步進電機控制信號輸入程序；3. 步進電機控制程序設計；4*.其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目9:運用單片機、AD轉換器設計一個8路數據采集系統(tǒng)1、設計目的和內容掌握數據采集系統(tǒng)的設計方法。結合單片機設計一個8路數據采集系統(tǒng)。A/D轉換器采用查詢方式。

16、把 A/D轉換結果顯示在6為LED顯示器上，顯示方法為靜 態(tài)、軟譯碼方式，且第一位顯示通道號，后 4位顯示采樣值。2、設計步驟一、總體方案設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型（采用51內核的單片機）；2. 設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設計A/D轉換接口電路；4. 設計鍵盤、顯示接口電路；*5.其它相關電路的設計或方案（電源等）。三、軟件設計1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. A/D轉換子程序；3. 其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖。計算機控制技術課程設計任務書題目10：直流電

17、動機的脈寬調速控制系統(tǒng)的設計1、設計目的和內容掌握直流電動機調速方法，掌握脈寬調速控制系統(tǒng)的設計方法，設計一個直流 電動機脈寬調速控制系統(tǒng)。要求實現直流電機的啟動，加減速，正反轉等功能。繪 制直流電機的驅動電路，要有光電隔離單元。具有停 /起功能鍵、正/反向控制鍵。2、設計步驟一、總體方案設計二、硬件的設計和實現1. 選擇計算機機型；2. 設計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口等）；3. 設計PWM接口電路；4. 設計鍵盤、顯示接口電路；*5.其它相關電路的設計或方案（電源等）。三、軟件設計1. 分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊;2. 脈寬調速控制轉換子程序；3.

18、 其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）。四、編寫課程設計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖課程設計說明書要求1. 學生完成課程設計后提交課程設計說明書， 要求將前述全部內容依先后順序寫成設計說明書一份，要求文字通暢、字跡工整，文字不少于3000字，A4紙正反面打?。ǔ饷嫱猓谧髠妊b訂成冊，不超過10頁（除封面外不超過5張紙）， 說明書格式參考青島科技大學本科課程設計撰寫規(guī)范。2. 論理正確、邏輯性強、文理通顧、層次分明、表達確切，并提出自己的見解 和觀點。3. 課程設計說明書結構及要求如下：1）封面（包括：題目、所在班級、學號、時間等項）。2）任務書3）目錄目錄要層次清晰，要給出標題及頁碼，目錄的最后一項是無序號的參考文獻”4）正文正文應按目錄中編排的章節(jié)依次撰寫，要求計算正確，論述清楚，文字簡練通 順，插圖清晰。文中圖、表及公式應規(guī)范地繪制和書寫。圖、表等要有編號與說明。 如：圖1-1（在圖下面），表 1-1 （在表上面）。課程設計報告中圖請用 Microsoft Visio 2003繪圖軟件繪制。5 ）參考文獻（資料）（格式要符合文后參考文獻著錄規(guī)則）。4. 裝訂課程設計說明書的裝訂順序為：封面、課程設