设计一个具有大纯时延时间的一阶惯性环节的计算机控制系统,一阶惯性环节的计算机控制课程设计【参考】.doc…[通俗易懂]

计算机控制课程设计

学 院 自动化科学与工程

学生姓名

学生学号

班级

提交日期 2013 年 9 月 5 日

指导老师

目 录

课程设计任务题目及要求…………………………………………………

课程设计任务对象与论证…………………………………………………

控制器的计算、选择以及系统仿真………………………………………

硬件电路的设计 …………………………………………………………

系统框图 …………………………………………………………………

程序流程图 ………………………………………………………………

参考文献 ……………………………………………………………

八)心得体会 ………………………………………………………………

课程设计任务题目及要求

总体：设计一个具有大纯时延时间的一阶惯性环节的计算机控制系统，字数不少于3000字。

具体内容：

自己给出系统的闭环传递函数的表达式

自己设定系统性能指标

书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图

硬件布线连接图转化为系统结构图

选择一种控制算法

软件工程知识编写程序流程图

在MATLAB下进行编程和仿真，给出单位阶跃函数的输出结果表

进行系统的可靠性和抗干扰性的分析

要求：

针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节

的温度控制系统和给定的系统性能指标：

工程要求相角裕度为30°～60°，幅值裕度>6dB

要求测量范围-50℃～200℃％℃

书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图，并转化为系统结构图；

选择一种控制算法并借助软件工程知识编写程序流程图；

用MATLAB和SIMULINK进行仿真分析和验证;

课程设计任务对象与设计的分析论证

1.控制对象的分析与说明

本设计的控制对象是一个含有具有大时滞的一阶惯性环节

的系统，而在通常的温度控制系统中，控制对象往往就可以视作含有一个大纯时延时间的一阶惯性环节的系统，故本次计算机控制系统设计则可以以一个温度控制系统为例设计：加热炉温度控制系统。目的是保持被加热液体的温度与设定值尽量一致，当系统出现干扰时能够较快地恢复到设定值。

让纯时延为T/2，被控对象传递函数为：

需要进行分析，以取得预期效果

2.系统设计的一般步骤和要点

①建模：描述控制量和输出量之间的数学关系；

②确定控制任务：动态和静态指标；

③选择算法；

①系统结构包括系统总线的选择；

②内存空间分配：系统软件、应用程序、待扩充；

③I/O分配：模拟/开关量I/O、待扩充；

④模拟量I/O通道的配置；

⑤中断、查询处理方式的确定；

即组构计控系统原理描述图，包括信号流程图(接合控制对象的工艺流程)；

给定量方式

线路方案 采样信号

口地址分配 内存参数区

滤波环节 控制量输出

信号标准化 算法步骤

技术指标

负载考虑

如MOS、TTL器件逻辑电

平、I/O电流、输入/输出

能力，以及缓冲器的选择 N