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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑计算机控制课程设计 自动化工程与科学学院 计算机操纵过程设计 班级：09级 姓名： 学号： 4012 指导老师：刘屿 日期： 2022年7月3日 一、课程设计内容任务 1、针对一个具有大纯时延时间的一阶惯性环节(G(s)=K*e-s/(Ts+1)温度操纵系统和给定的系统性能指标，(工程要求相角裕度为3060，幅值裕度6dB);要求测量范围-50200，测量精度0.5，辨识率0.2； 2、书面设计一个计算机操纵系统的硬件布线连接图，并转化为系统布局图； 3、选择一种操纵算法并借助软件工程学识编写程序流程图； 4、用MATLAB和SIMULINK举行仿真分析和验
2、证； K=10*log(C*C-sqrt(C),rand(state,C),T=rand(1), =0或T/2，C为 学号的后3位数，如：C=325，K=115.7，T=0.9824，=0或0.4912； 5、举行稳当性和抗干扰性的分析； 6、书写设计体会和心得。 二、对课设任务的理解和分析 1、该任务是针对一个特定的操纵对象举行稳当性和稳定性操纵，选取实际生活中常见的 温度为操纵对象； 2、该任务只需要一个操纵对象，举行稳当性和抗干扰性分析时设定随机干扰量，查看仿真图形和性能，故可以选取简朴回路操纵系统模型举行设计； 3、硬件设计过程采取分步设计，由局部到整体，主要有温度检测模块、输入通道片
3、面、输出通道片面、接口扩展片面、晶振和复位电路模块、调压触发电路、数码管显示等； 4、编写程序流程图，采取正确的思路和方法，包括主程序流程图、8155初始化、滤波、键盘输入、达林算法、延时等； 5、取= 0，无纯延时一阶惯性环节，可选用PID算法和最小拍系统设计的方法设计调理器，为了获得最短的调整时间，应选用数字调理器实现的最小拍系统设计方法，先求得闭环传递函数H(z）,再求解数字调理器D(z)；取= T/2，大纯时延系统的操纵算法有多种，根据其特定性能，本设计在PID算法和达林算法之间权衡之后做出选择，最终采用达林操纵算法来实现系统操纵，取期望闭环传递函数H(s)，求解出数字操纵器D(z)及
4、其差分方程；编写程序流程图，采取正确的思路和方法，包括主程序流程图、8155初始化、滤波、键盘输入、达林算法、延时等； 6、仿真分析和验证过程采用MATLAB和SIMULINK实现，主要针对仿真性能调理系统参数，并结合典型输入信号的随机干扰举行稳当性、稳定性和抗干扰性分析。 三、硬件连线图设计 1、计算机操纵系统的硬件布局框图（简朴回路计算机操纵系统的布局图），主要由模拟输入通道和模拟输出通道组成，通过该回路对操纵对象不断的调整，指导得志系统要求及 各项性能指标。 MCS-51 D/A转换器 调理器 调理阀 过程操纵 晶振 电路 并行接口8155 数码管显示 键盘输入 A/D转换器 变送器 2
5、、晶振以及复位电路：其中VCC为5V，晶振频率为12MHz D1的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在Vcc+0.5V 左右，另一作用是系统断电时，将R1电阻短路，让C3快速放电，让下一次来电时，能产生有效的复位。当MCS-51在工作时，按下S1开关时，复位脚变成低电平，触发80C52芯片复位。 3、温度检测及整形滤波放大电路： 如上图中所示，检测片面采用桥式压差检测电路，经过低通有源滤波放大电路，得到AD574A的模拟输入电压（05V之间）信号,并将信号传送给AD574AIN0口。 4、A/D转换器电路 根据题目要求，温度测量范围为?50oC200oC，辨识率为0.2oC，那么测量是
6、量程为 250oC200C?(?50C)?250C，再由2?1250，可得n?10.29。可取n?12，即o0.2Cooon采用12位的ADC和12位的DAC。 250oC当采用12位ADC举行模/数转换时,其辨识率为远远得志设计要求。?0.06oC，122可采用ADC574A芯片。 8051的P0口作为ADC574A的地址线，P0口作为数据线，用于接收获取AD574A的转换结果。P0口经地址锁存器74373锁存，并经三-八译码器74138译码后的Y2N信号作为ADC574A的片选信号输入。电路图如下： 5、D/A转换器电路 由上分析，本设计需要采用12位的A/D转换器，与之相对应，可采用12
7、位的D/A转换器DAC1208芯片举行模/数转换。 8051的P0口作为DAC1208的地址线，P0口和P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口作为数据线，用于传送经达林算法后的运算结果。P0口经地址锁存器74373锁存，并经三-八译码器74138译码后的Y0信号作为DAC1208的片选信号输入。 8051与DAC1208的连接图如下所示： 四、系统布局图： r(t) + e(t) e(kT) u(kT) u(t) y(t) 数字操纵器 保持器 被控过程 - T 其操纵过程可描述如下： 1) 只有在采样开关闭合（即采样）的kT时刻，才对系统误差e(t)的瞬时值举行检测， 也就是将整量化了的数字量e(kT)输入给计算机（数字操纵器）。这一过程称为实时采集。 2) 计算机对所采集的数据e(kT)举行处理，即依给定的操纵规律（数字操纵器）确定该 kT采样时刻的数字操纵量u(kT)。这一过程称为实时决策。 3) 将kT采样时刻决策给出的数字操纵量u(kT)转换为kT时刻生效的模拟操纵量u(t)控 制被控对象。这一过程称为实时操纵。 五、程序流程图 由于要使用计算机作为操纵设备，要对温控对象实现较好的操纵，使其得志较好的性能指标，故本设计采取程序主要包括如下片面： 主程序 T1中断程序 采样中断程序 达林算法程序等 6
