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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 2022级运算机掌握技术课程设计一、电炉烤箱温度掌握系统设计 16组完成）被控对象为电炉烤箱,采纳热阻丝加热,利用大功率可控硅掌握器掌握热阻丝两 端所加的电压大小,来转变流经热阻丝的电流,从而转变电炉炉内的温度；功率3Kw 可控硅掌握器输入为 05伏时对应电炉温度 0300,温度传感器测量值对应也为 05伏,对象的特性为带有纯滞后环节的一阶系统：被控对象模型：Td=30s,K d=50,=10s 要求：采纳数字 PID 掌握,有 0 阶保持器；设计最少拍无纹波掌握系统；第1组： 1）设计温度掌握系统的运算机硬件系统,画出框图； 2）编写积分分别
2、 PID算法程序,从键盘接受 Kp、Ti、Td、T及 的值；3）通过数据分析 K p转变时对系统超调量的影响；4）撰写设计说明书；第2组： 基本要求同第 1组,只有第 3）点要求不同：3）通过数据分析 Ti转变时对系统超调量的影响；第3组： 基本要求同第 1组,只有第 3）点要求不同：3）通过数据分析 Td转变时对系统超调量的影响；第4组： 基本要求同第 1组,只有第 3）点要求不同：3）通过数据分析 Td转变时对系统超调量的影响；第5组： 基本要求同第 1组,只有第 3）点要求不同：3）通过数据分析 转变时对系统超调量的影响；第6组： 1）设计温度掌握系统的运算机硬件系统,画出框图；2）撰写
3、设计说明书；第7组-第11组的对象模型：第7组： 基本要求同第 1组,但对象特性为积分加惯性系统,惯性时间常数为 40秒；第8组： 基本要求同第 2组,但对象特性为积分加惯性系统,惯性时间常数为 40秒；第9组： 基本要求同第 3组,但对象特性为积分加惯性系统,惯性时间常数为 40秒；第10组：基本要求同第 4组,但对象特性为积分加惯性系统,惯性时间常数为 40秒；第11组：基本要求同第 5组,但对象特性为积分加惯性系统,惯性时间常数为 40秒；1 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第12组-第16组的对象模
4、型：第12组：基本要求同第 1组,但对象特性为二阶惯性系统,惯性时间常数均为 20秒；第13组：基本要求同第 2组,但对象特性为二阶惯性系统,惯性时间常数均为 20秒；第14组：基本要求同第 3组,但对象特性为二阶惯性系统,惯性时间常数均为 20秒；第15组：基本要求同第 4组,但对象特性为二阶惯性系统,惯性时间常数均为 20秒；第16组：基本要求同第 5组,但对象特性为二阶惯性系统,惯性时间常数均为 20秒；二、逐点比较插补原理的实现 18 组完成）设计一个运算机掌握步进电机系统,该系统利用89C51或89C52、89S52）机的 Px口输出掌握信号,其信号驱动、掌握 X、Y两个方向的三相步
5、进电机转动,利用逐点比 较法插补绘制出各种曲线；在第一象限, X10）、Y10）最大坐标值；其他坐标值任意定,但插补运算不得 小于 8步；要求：1）在显示器上显示任意四位十进制数；a、定义键盘按键： 10个为数字键 0 9；6个功能键：设置 SET、清零 CLR、确认、开头 START、暂停、停止；b、显示器上第一位显示次数,后三位显示每次行走的角度；c、通过键盘的按键,设置X、Y轴插补的起始值；按 START键启动步进电机开头转动,按 SET键进行数据设置、按 CLR键清零；2）设计硬件系统,画出电路原理框图 要求规范）；3）定义步进电机转动的掌握字；不设计步进电机驱动电路与驱动程序）；4）
6、推导出用逐点比较法插补绘制出下面曲线的算法；5）编写算法掌握程序线；6）撰写设计说明书；每组选一个曲线, 曲线均为第一象限,屏幕左下角为坐标原点,箭头表示曲线绘制的方向,直线参数为：起点、终点坐标；圆弧参数为：起点、终点坐标和半径；2 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 10 0 曲线 1, 45o10 0 曲线 2, 45o10 10 10 0 曲线 3 45o10 0 曲线 4 45o10 10 10 0 曲线 5,30o10 0 曲线 6 , 30o10 3 / 8 名师归纳总结 - - - - -
7、 - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 10 0 曲线 7 10 0 曲线 8 10 10 10 0 曲线 9 10 0 曲线 10 10 10 10 0 曲线 11 10 0 曲线 12 10 10 10 0 曲线 13 10 0 曲线 14 10 4 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 10 0 曲线 15 10 0 曲线 16 10 10 10 0 曲线 17 10 0 曲线 18 10 三、 步进电机掌握系统 3 组完成）设计一个运算机掌握步进电机系统
8、,该系统利用89C51或89C52、89S52）机的 Px口输出掌握信号,其信号驱动后掌握 X、Y两个方向的三相步进电机转动；【设计内容】设计一个单片机三相步进电机掌握系统 可走 999步）,要求系统具有如下功能：歩距角 3 o,每相电流 1A、每个电机最少 用K0-K2 做为通电方式挑选键, K0为单三拍, K1为双三拍, K2为三相六拍； K3、K4分别为启动和方向掌握； 正转时红色指示灯亮,反转时黄色指示灯亮,不转时绿色指示灯亮； 用K5-K11 作为步数的给定值；5 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - -
9、用3位LED 显示剩余工作步数；键盘可任意设计 如：4*4键盘）【设计要求】1） 完成硬件设计 内容包括原理系统图、各显示位地址自己确定,并画出具体 接线图）； 2） 系统的启动和停止由一个开关掌握； 3） 画出系统总体流程图、步进电机单三拍,双三拍,三相六拍各模块流程图、显示模块流程图等； 4） 编写出能够完成上述任务的程序 5） 写出完整的设计说明书；【任务安排】尽量采纳子程序方式）；1 组完成单片机硬件设计 包括电源、元件参数运算等）；写出完整的设计说明书；1 组依据硬件设计键盘及显示的流程图、软件的设计；写出完整的设计说明书；1 组依据硬件设计步进电机的驱动程序流程图、软件的设计；写出
10、完整的设计说明书；注：也可每个组单独设计自己的硬件原理图、也可进行仿真）【系统工作原理】系统第一检测开关,假如开关处于启动状态,就系统开头工作,否就将等待；启动后,系统能依据要求掌握步进电机转动；同时指示灯指示步进电机工作方式单三拍,双三拍,三相六拍）；要求系统不停的在工作,并可随时启动或停止,以及调剂它的步数；在 LED 显示器上显示剩余工作步数；四、最少拍无纹波运算机掌握系统设计及仿真实现 1. 课设目的： 4 组完成）1）学习并把握有纹波最少拍掌握器的设计和 Simulink 实现方法；2）讨论最少拍掌握系统对典型输入的适应性及输出采样点间的纹波；3）学习并把握最少拍无纹波掌握器的设计和
11、Simulink 实现方法；4） 讨论输出采样点间的纹波排除方法以及最少拍无纹波掌握系统对典型输入的适应 性；5）编写算法 MATLAB/simulink 仿真程序实现 模拟步进电机进给过程）； 6）撰写设计说明书；2. 课设内容：下面以一个具体实例介绍最少拍系统的设计和仿真；统,6 / 8 如图 1 所示的采样 -数字掌握系名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 被控对象：零阶保持器：K d=2、T1=1、T2=1,挑选采样周期 T=1s,试设计无纹波最少拍掌握器,并分析仿真结果1. 分别在单位阶跃 /单位速度输入下设计
12、无纹波有限拍掌握器 2. 在 Simulink 仿真环境画出仿真框图及得出仿真结果,画出数字掌握器和系统输出波 形；3. 与有纹波系统进行对比分析 选用单位速度输入进行对比分析即可）4. 探讨最少拍无纹波掌握系统对典型输入的适应性问题【任务】：第 1 组：分析 K d的变化对系统的影响；第 2 组：分析 T1的变化对系统的影响；第 3 组：分析 T2的变化对系统的影响；第 4 组：分析采样周期T 的变化对系统的影响；五、数字 PID 闭环直流电机调速掌握系统的设计和实现1. 课设目的 1） 懂得晶闸管直流单闭环调速系统的数学模型和工作原理；2）把握 PID 掌握器参数对掌握系统性能的影响；3）
13、能够运用MATLAB/Simulink软件对掌握系统进行正确建模并对模块进行正确的参数设置；4）把握运算机掌握仿真结果的分析方法；5）编写算法 MATLAB/simulink 仿真程序实现 模拟步进电机进给过程）； 6）撰写设计说明书；2. 课设内容 参考结构：已知某晶闸管直流单闭环调速系统的转速掌握器选用 PID 掌握器,结构如 图 1 所示7 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 写出数字 PID 的掌握流程图2. 编写程序实现数字 PID 掌握 3. 运用 MATLAB/Simulink 软件对掌握系统进行建模并对模块进行参数设置4. 选用合理的参数整定方法合理挑选 Kp 、TI、TD 以及采样周期 T,使系统在超调不 大的情形下快速响应；5.得出仿真结果并进行仿真分析； 6. 程序清单及简要说明7. 完成设计说明书 列出参考文献,以及仿真结果及分析）；【任务】：第 1 组：分析 K d的变化对系统的影响；第 2 组：分析 TI的变化对系统的影响；第 3 组：分析 Td的变化对系统的影响；第 4 组：分析采样周期T 的变化对系统的影响；8 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页