课程设计--最少拍控制系统设计

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1、 课课 程程 设设 计（论文）计（论文） 课程名称 最少拍控制系统设计 题目名称 计算机控制技术课程设 学生学部（系） 机电工程系 专业班级 10 电气班 学 号 学生姓名 指导教师 2013 年 06 月 18 日 1 课程设计（论文）任务书课程设计（论文）任务书 计算机控制技术课程设计任务书计算机控制技术课程设计任务书 一、课题名称一、课题名称 最少拍控制系统设计 二、课程设计目的二、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

2、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

3、： 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：最少拍控制。 3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、最少拍控制程序、D/A 输出程序等。 题目名称 最少拍控制系统设计 学生学部（系） 机电工程系 专业班级 电气工程及其自动化 姓 名 。 学 号 00000000000 2 四、课程设计要求四、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。

4、3. 每个同学选择不同的被控对象： 510 ( ),( ) (1)(0.81)(1)(0.41) GsGs ssss 55 ( ),( ) (0.81)(0.31)(0.81)(0.21) G sG s ssss 4. 设计无纹波最少拍控制器。被控对象有积分环节的按斜坡输入信号设计控制器，否则按阶跃输入信号 设计控制器。 5. 定时中断间隔可在 10-50ms 中选取，采样周期取采样中断间隔的整数倍，可取 1000-2000ms，由实验 结果确定。 6. 滤波方法可选择平均值法，中值法等。 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、课程设计实验结果五、课程设计实验结果 1. 控

5、制系统能正确运行。 2. 正确整定 PID 参数后，系统阶跃响应的超调 q，有 m=w+d n=v 4.2 最小拍无纹波控制的算法实现最小拍无纹波控制的算法实现 对于具体的被控对象，如G(s)=5/(0.8s+1)(0.3s+1)，要实现对它的计算机控制算 法的设计需要经过一系列的计算。首先广义对象的脉冲传递函数 )0821.01)(1( )4505.01(5313.2 )( 11 11 zz zz zG，对于该 式，输入速度信号，能满足无纹波控制的要求，且 D=0,q=2,v=1,w=1,且 j0) k-; EX1 =1; set =ADC_7-128; DEFI=1; 2 EK=cont-

6、set; 从以上程序中我们可以知道，当采样周期到时，首先采样 7 号端口的数值然后选中 6 号端口，启动转换， 等待 200uS 后，采样 6 号端口的数值，需要注意的一点是在 6 号端口的数据转换完成后也会产生中断信号影 响计算机的控制，因此在等待转换之前要先关掉外部中断，等转换完成后再打开。于是两通道都完成采样了。 最少拍控制程序 开始我们已经计算出最小拍的控制输出和偏差以及之前的控制输出之间的关系是： u(k)=0.593u(k-1)+0.4070u(k-2)+0.6294e(k)-0.4087e(k-1)+0.0293e(k-2)。 于是首先定义一些变量YY0、 YY1、 YY2、 YY3、HH1、HH2、HH3，在主函数中赋给他们计算出的相应的数值，然后在中断服务程序里进行计算，对 应的程序就是： float KK0 = -0.1896;