计算机控制课程设计报告---无波纹最小拍控制设计

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1、 计算机控制课程设计报告 题目: 无波纹最小拍控制设计 2 计算机控制课程设计任务书计算机控制课程设计任务书 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 指导教师 题 目 无波纹最小拍控制设计 设计时间 2010 年 6 月 25 日 至 2010 年 7 月 2 日 共 1 周 设计要求 设计任务：无波纹最小拍控制设计 采用零阶保持器的单位反馈离散系统，被控对象为 )1( 10 )( ss sG p ，要 求系统在单位斜坡输入时，实现无波纹最小拍控制，用离散设计法设计数字控 制器。 方案设计： 1. 采用 Matlab 完成控制系统的建立、分析、设计和模拟仿真； 2. 选择元器件,完成电路设

2、计，控制器采用 MCS-51 系列单片机(传感器、 功率接口以及人机接口等可以暂不涉及)，使用 Protel 绘制原理图； 3. 控制算法采用单片机汇编语言编程实现（应通过编译，无语法错误） 。 报告内容: 1. 控制系统仿真和设计步骤，应包含 Matlab 仿真的性能曲线、采样周期 T 的选择、数字控制器脉冲传递函数和差分方程形式； 2. 元器件选型过程，电路设计过程，绘制的 Protel 原理图； 3. 算法流程图，含有详细注释的源程序； 4. 设计工作总结及心得体会； 5. 列出所查阅的参考资料。 指导教师签字： 系（教研室）主任签字： 2010 年 7 月 5 日 3 目目 录录 计算

3、机控制课程设计任务书计算机控制课程设计任务书 . 2 1 设计任务与理论基础设计任务与理论基础 4 1.1 设计任务 4 1.2 离散化设计方法 4 2 控制器的设计与仿真控制器的设计与仿真 5 2.1 无波纹最小拍控制器的设计 5 2.1.1 Z 传递函数 G(z) 5 2.1.2闭环 Z 传递函数(z) 5 2.1.3 Z 传递函数 D(z). 6 2.1.4 数字控制器的差分方程形式 6 2.2 SIMULINK仿真 7 3 电路设计电路设计 . 9 3.1 器件选择 9 3.2 电路设计 10 3.2.1 总电路图 . 10 3.2.2 8051 外围电路. 10 3.2.3ADC08

4、09 模块 . 11 3.2.4 DAC0832 模块外围电路 12 4 流程图与程序流程图与程序 12 4.1 流程图 12 4.2 源程序代码 13 5 工作总结与体会工作总结与体会 16 附：参考文献附：参考文献 . 17 4 1 设计任务与理论基础设计任务与理论基础 1.1 设计任务设计任务 无波纹最小拍控制设计 采用零阶保持器的单位反馈离散系统，被控对象为 )1( 10 )( ss sG p ，要求系统在单位 斜坡输入时，实现无波纹最小拍控制，用离散设计法设计数字控制器。 1.2 离散化设计方法离散化设计方法 图 1-1 计算机控制系统框图 Gc(s) 被控对象的连续传递函数， D(z) 数字控制器的 Z 传递函数， H(s) 零阶保持器的传递函数， T 采样周期。 广义对象 G (s)的 Z 传递函数为： 则闭环 Z 传递函数为： 若已知 Gc(s) ，且可根据控制系统的性能指标要求构造(z)，则根据 和 得数字控制器得离散化设计步骤： 1）求广义对象的 Z