数字式双闭环直流伺服系统设计及仿真课程设计任务书文档格式.docx

数字式双闭环直流伺服系统设计及仿真课程设计任务书文档格式.docx

《数字式双闭环直流伺服系统设计及仿真课程设计任务书文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字式双闭环直流伺服系统设计及仿真课程设计任务书文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

控制器环节。

3建立双闭环直流速度伺服系统动态模型。

4设计合适的数字控制器，如PID控制、IP控制、棒棒控制等。

5基于Matlab/Simulink对数字式双闭环直流伺服系统仿真。

二、设计原始资料

PC机；

Matlab软件；

参考论文。

三、设计完成后提交的文件和图表

1．计算说明书部分

闭环调速系统各环节的微分方程和传递函数，包括：

各环节所选取参数的说明；

至少2组系统参数的Simulink仿真图。

2．图纸部分：

双闭环直流速度伺服系统结构图；

控制算法程序流程图；

算法仿真结构图；

双闭环直流速度伺服系统硬件结构图。

四、进程安排

教学内容学时地点

集中学习0.5天实验室

资料查阅与学习讨论1天实验室

设计及调试8天实验室

成果验收0.5天实验室

五、主要参考资料

[1]章兼源.微机控制技术.电子工业出版社，2003，7

[2]于海生.微型计算机控制技术.清华大学出版社，1999，

[3]何耀三，唐卓尧，林景栋.电气传动的微机控制.重庆大学出版社，1997

[4]王沫然.Simulnik4建模及动态仿真.电子工业出版社，2002，1:

4-7

[5]秦继荣，沈安俊.现代直流伺服控制技术及其系统设计.机械工业出版社，1993.

题目基于PID算法的ABS控制仿真研究

12月13日至12月24日共2周

指导教师（签字）

系主任（签字）

2010年12月10日

1研究汽车防抱死制动系统结构。

2建立单轮汽车防抱死制动系统（ABS）数学模型，

3设计合适的PID数字控制器。

4基于Matlab/Simulink对ABS仿真。

5选取适当的微控制器，设计ABS控制器，给出硬件原理图、程序流程图及关键子程序。

单片机；

计算各环节的微分方程和传递函数；

各环节所选取参数的依据、说明或推导公式；

至少计算2组系统参数。

ABS系统结构图；

ABS系统控制图；

ABS控制器硬件原理图。

[1]于海生.微型计算机控制技术.清华大学出版社，1999，

[2]程军．汽车防抱死制动系统的理论与实践fM]，北京：

北京理工大学出版社．1999．

[3]李林，李仲兴，陈昆山．汽车ABS模糊控制方法的分析与仿真[J]．江苏大学学报（自然科学版），2003，24（3）．

[4]朱伟兴，陈垠昶．模糊PID控制在汽车ABS中的应用与仿真研究[J]，江苏大学学报（自然科学版），2004，25（4）．

[5]郭孔辉，王会义．模糊控制方法在汽车防抱制动系统中的应用[J]，汽车技术，2000，（3）．

[6]王英杰，林怡青，彭美春．车辆ABS系统的计算机仿真研究[J]．机电工程技术，2007，36（3）．

题目基于Proteus的车辆速度里程表的设计

设计基于单片机的车辆的速度里程显示报警表，选择合适的传感器，检测速度，能够用数码管显示速度和里程，并能对超高速或极低速情况声光报警，选择合适的器件，设计整个系统的硬件原理图，并用Proteus软件实现软件仿真功能。

可以使用拨码开关在速度及里程显示间切换，也可使用拨码开关设定最大最小速度。

Proteus软件；

Keil51软件。

估算程序量及硬件价格，选择性价比高的单片机；

计算速度传感器的电压信号与速度的对应关系；

速度里程表的结构图；

单片机最小系统原理图；

速度里程表的硬件原理图；

程序流程图；

[1]周润景．基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M]．北京：

北京航空航天大学出版社，2007．

[2]辛友顺．胡永生，薛小钤．单片机应用系统设计与实现[M]．福州：

福建科学技术出版社，2005．

[3]张艾和，陈敌北．例说805I[M]．北京：

人民邮电出版社，2006．

题目电加热炉温度控制系统设计

具体要求：

1.了解温度控制系统的组成、功能和特点；

2.掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路；

3.掌握C或汇编语言设计控制程序的方法；

4.应用适当的控制算法，实现温箱的闭环控制；

5.利用proteus软件实现PID算法的炉温控制。

某工业电炉在对产品进行加工的过程中，炉温从室温上升到1000℃应为30min，然后温度保持到1000℃，其时间为1小时。

最后断电，使电炉自然冷却。

电炉的加热源是热阻丝，利用大功率可控硅控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。

系统的基本工作原理

系统结构图如图所示，图中

。

系统结构图

整个炉温控制系统应由两大部分组成：

一部分由计算机和A/D&

D/A转换器组成，主要完成温度采集、PID运算、产生可控硅的触发脉冲。

另外一部分由传感器、信号放大、同步脉冲形成、以及触发脉冲放大等组成。

炉温控制的基本原理是：

改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压可在0～140V内变化。

可控硅的导通角为0～5bH。

温度传感器是通过一只热敏电阻及其放大电路组成，温度越高其输出电压越小。

外部LED灯的亮灭表示可控硅的导通与关断的占空比时间，如果炉温低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。

（1）系统方案的确定

a.系统的总体架构；

b.硬件方案的确定；

c.软件方案的确定

（2）硬件系统设计

a.完成芯片选型；

b.控制电路设计：

键盘输入、LED显示电路、A/D及D/A接口电路等；

c.晶闸管主电路及驱动电路的设计；

（3）软件系统设计

a.主控程序模块；

b.温度采集、状态检测、控制模块；

c.键盘、显示接口模块。

系统的结构图；

系统硬件原理图；

Proteus仿真运行结果截图。

[1]雷霞．PID参数整定方法的研究与应用[D]．硕士学位论文吉林人学．2003.

[2]周润经，张丽娜．基于Proteus的电路及单片机系统设计与仿真[M]．北京：

北京航空航天大学出版社．2006．

[3]丁明亮，唐前辉．51单片机心用设计与仿真一基于KeilC与Proteus[M]．北京：

北京航空航天大学出版社．2009．

题目基于DSP的运动控制器设计

主要实现系统的硬件电路设计，此外画出系统程序流程图，给出关键子程序。

设计运动控制器的电源产生电路，已知系统给出的是24V直流电源；

设计基于DSP的运动控制器，实现至少两轴控制输出，选择适当的芯片，设计电机驱动电路，测速电路，能够进行速度越限的声光报警；

能用LCD显示实时速度；

能够通过键盘改变设定的报警速度值；

采用PID算法实现电机的闭环控制。

直流电机；

DSP；

课程设计报告；

硬件选型依据；

PID算法原理及数字PID算法程序。

运动控制器的结构图；

运动控制器总体原理图；

各功能模块硬件原理图；

[1]周永喜，施群，王小椿.基于dPs的运动控制卡的设计与实现.机床与液压，2003.3（3）:

86一87，115

[2]刘全秀，朱志红，唐晓琦等.数控系统中运动控制卡的设计与实现.机械工程师，2001.2--931

[3]王念旭等.DSP基础与应用系统设计.北京:

北京航空航天大学出版社，2001.1

题目基于RS485总线的数据监控系统设计

设计基于RS485总线的数据监控系统，从节点至少2个，用PC机作为主节点。

各从节点采集AD转换之后的数据，主节点实时轮询各从节点，并在超级终端或串口调试助手显示出来；

可以通过主节点设计各从节点报警的阈值；

当采集的模拟值大于设置的阈值时，相应节点声光报警并控制继电器动作；

设计简单的PC机数据监控界面（提高选做）。

ARM9实验箱。

传感器原理说明；

信号调理变换公式。

［1］余永权，汪明慧，等.单片机在控制系统中的应用［M］.北京：

电子工业出版社，2003.

［2］谢运祥，欧阳森，等.电力电子单片机控制技术［M］.北京：

机械工业出版社，2007.

［3］沙占友，孟志永，等.单片机外围电路设计［M］.北京：

电子工业出版社，2006.

［4］孙肖子.实用电子电路手册［M］.北京：

高等教育出版社，1991.

［5］郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用［M］.北京：

清华大学出版社，1999.

题目天燃气检测仪的设计

选择适当的微控制器作为控制核心，选择性价比高的气体传感器，设计信号调理电路，通过微控制器处理天燃气浓度值并由LCD实时显示出来，LCD同时显示实时时钟信息；

检测器可以通过键盘设定浓度报警阈值，当高于一定值时，语音报警，并可控制相应的继电器动作，以便控制天燃气管道阀门或房间排风风扇。

检测器设计有射频接口电路，以无线的方式实现浓度值远传，送给气体浓度无线采集器；

无线采集器通过以太网或RS485总线送给监控中心，实现远程监控。

传感器；

各硬件选型依据；

关键子程序。

资料查阅与学习讨论1天图书馆或实验室