扬州大学能源与动力工程学院 课程设计报告 题 目： 程： 业： 级： 名： 号： 微分先行 PID 控制系统设计 计算机控制技术课程设计 电气工程及其自动化 电气 0703 高梁 071301306 课 专 班 姓 学 计算机控制技术课程设计报告 第 一 部 任 务 书 -1- 分 计算机控制技术课程设计报告 《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 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 重要的意义。 《计算机控制技术》是一门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整定工作打下基础。 三、课程设计内容 设计以 89C51 单片机、ADC、DAC 等电路和运放电路组成的被控对象构成的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 ADC0809 和模出电路 TLC7528；由运放构成的被控对 象。 2. 控制算法：微分先行的 PID 控制算法。 3. 软件设计：主程序、定时中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、D/A 输出程序、PID 控制程序等。 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. 被控对象每个同学选择不同： G(s) ? 4 G(s) ? , s(0.2s ?1) 4 5 s(0.8s ?1) G(s) ? 5 G(s) ? , 5 (0.8s ?1)(0.3s ?1) (0.8s ?1)(0.2s ?1) , G(s) ? G(s) ? 10 G(s) ? (s ?1)(0.8s ?1) (s ?1)(0.4s ?1) , G(s) ? 8 8 s(0.8s ?1)(0.4s ?1) s(0.4s ?1)(0.5s ?1) 3. PID 参数整定，根据情况可用扩充临界比例度法，扩充响应曲线法。 4. 定时中断可在 10-50ms 中选取，采样周期取采样中断的整数倍，可取 30-150ms，由实验结果确定。
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计算机控制技术课程设计报告 5. 滤波方法可选择平均值法，中值法等。 有关的设计要求可参考《计算机控制实验指导书》的相关内容。 五、课程设计实验结果 1. 系统正确运行 2. 正确整定 PID 参数后，系统阶跃响应超调<10%，调节时间尽量短。 六、进度安排 序号 1 2 3 4 5 6 7 内容 布置任务，查阅资料 总体方案确定，硬件电路设计 熟悉实验箱及 C 语言开发环境，研读范例程序， 控制算法设计 软件编程，调试 实验 总结，撰写课程设计报告 天数 0.5 1.5 1 1 1 1 1 七、课程设计报告内容： 总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下： 1．课程设计的目和设计的任务。 2．课程设计的要求。 3．控制系统总框图及系统工作原理。 4．控制系统的硬件电路连接图（含被控对象），电路的原理。 5．软件设计流程图及其说明。 6．电路设计，软件编程、调试中遇到的问题及分析解决方法。 7．实验结果及其分析。 8．体会。 -3-