计算机控制关键技术专业课程设计任务计划书模板.doc

扬州大学
水利和能源动力工程学院

课程设计汇报

题 目： 数字PID控制系统设计（II）
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
数字PID控制系统设计（II）

二、课程设计目标
课程设计是课程教学中一项关键内容，是达成教学目标关键步骤，是综合性较强实践教学步骤，它对帮助学生全方面牢靠地掌握课堂教学内容、培养学生实践和实际动手能力、提升学生全方面素质含有很关键意义。
《计算机控制技术》是一门理论性、实用性和实践性全部很强课程，课程设计步骤应占有愈加关键地位。计算机控制技术课程设计是一个综合利用知识过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面知识融合。经过课程设计，加深对学生控制算法设计认识，学会控制算法实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统实际组成，掌握计算机控制系统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理论设计和系统调试工作打下基础。

三、课程设计内容
设计以89C51单片机和ADC、DAC等电路、由运放电路实现被控对象，组成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）；由运放实现被控对象。
2. 控制算法：位置型PID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. 模入电路能接收双极性电压输入（-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输出和给定信号。
3. 每个同学选择不一样被控对象：

4. PID参数整定，带有积分步骤对象用扩充临界百分比度法，无积分步骤对象用扩充响应曲线法。
5. 对象输出端加上扰动：扰动可选择小幅度正弦信号、小幅度阶跃信号、小幅度脉冲信号。
扰动出现时刻选择在系统进入稳态后合适时刻。
6. 对采样信号加上滤波算法。算法可选择滑动平均值法，复合滤波，惯性滤波等。
7. simulink仿真采取ode4定步长，仿真步长可取0.1-1ms。采样周期可取20-100ms，由试验结果确定。
8. S-function函数名由各人姓名拼音缩写+学号后3位数组成。
相关设计资料可参考《计算机控制试验指导书》相关内容。

五、课程设计试验结果
1. simulink控制系统仿真能正确运行。
2. 正确整定PID参数后，系统阶跃响应超调<10%，调整时间尽可能短。
3. 对比有滤波和无滤波时，扰动对系统影响。

六、进度安排
序号
内容
天数
1
部署任务，熟悉课题要求
0.5
2
总体方案确定，硬件电路设计
1.5
3
学习matlab及simulink使用，研读范例程序
1
4
控制算法设计
1
5
Simulink编程，调试
1
6
仿真试验
1
7
总结，撰写课程设计汇报
1

七、课程设计汇报内容：
总结设计过程，写出设计汇报，设计汇报具体内容要求以下：
1．课程设计目和设计任务。
2．课程设计要求。
3．控制系统总框图及系统工作原理。
4．控制系统硬件电路原理图（含被控对象），电路工作原理。
5．控制算法原理和控制器设计。
6. Simulink仿真图及S-function算法实现说明。
7．试验结果及其分析。
8．电路设计、仿真调试中碰到问题及处理方法。
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 课题介绍 （宋体4号加粗）
课题目标，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
关键介绍A/D采样电路，双极性电压输入实现原理；D/A输出双极性实现原理；A/D和D/A端口地址；给定被控对象电路实现。
3.1 ***********
3.2 ***********
4 ***** 控制算法设计
关键介绍控制算法原理，控制器设计，控制算法计算机实现公式推导，采样周期选择。
4.1 ***********
4.2 ***********
5 ***** Simulink仿真设计
关键介绍Simulink仿真图设计及其说明，对S-function程序清单自己添加部分加注释及说明（变量及语句作用）。
5.1 ***********
5.2 ***********
6 试验和结果分析
按要求收录仿真过程相关波形图，对试验结果（图）做出说明和分析。
6.1 ***********
6.2 ***********
7 小结和体会

（另起一页）参 考 文 献
（列出你所利用参考文件。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，
[2] 张艳兵等编著，计算机控制技术，北京：国防工业出版社，
[3] 张毅刚主编，单片机原理及应用，北京：高等教育出版社，
[4] 陈涛编著，单片机应用及C51程序设计，北京：机械工业出版社，
[5] 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,

[7] 控制、电子技术类杂志、报刊 （这条需要你自己填写）