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电气自动化测控技术专业计算机控制系统实验教程柳青蕴 编长春工业大学电气与电子工程学院二四年三月前 言计算机控制系统在实际应用中往往不仅仅是单变量控制，而是几个变量控制的计算机控制综合性控制系统。为此，我们为同学们，两周的计算机控制系统综合性实验提供三十个实际应用的题目供同学们选择，并就每个题目都有需要掌握的知识点、内容、具体的要求。并为同学们具有实际意义的控制硬件平台，为同学们提供不同型号的微机，以及采用不同的控制电路设计提供硬件支持，目的是让同学们尽早的接触实际工作，发挥同学们独立的设计、组成、调试计算机控制系统能力，根据同学对各门功课知识掌握的不同，对每门课的兴趣的不同，各自的实际能力不同，来选择不同的题目。由于这是一门综合性的实验，同学们不仅要掌握计算机控制方面的知识，还涉及到自动控制理论、微机接口、MCS-51单片机原理、直流电机调速、过程控制与仪表等方面的知识。所以同学们可先拿到这本实验教程要认真做好预习，并查阅相关的资料，完成计算机控制系统硬件的设计，控制程序的编写，只有这样才能较好的完成本次实验，通过这次综合实验有更多的收获。编者2004年3月10日目 录 设计总体要求 4第一章、支持硬件平台 5第二章、综合控制系统应用题目 18第三章、计算机控制装置功能使用说明及组成计算机控制系统44 一、上位机及操作平台44二、计算机控制软件脚本文件编写说明53三、控制算法实验62第四章、计算机控制系统实验87一、计算机控制直流电机调速系统87二、计算机控制水箱液位系统89三、计算机控制温度系统91四、计算机控制发电机恒压系统93设计总体要求1. 方案的设计思想2. 控制手段的先进性3. 国内外现状4. 系统设计硬件框图和原理图5. 控制软件流程图及控制程序清单 6. 控制系统的调试记录及给出调试结果（曲线、数据）7. 采用何种控制算法及对算法的研究8. 方案和理性及论证9. 现存在的主要问题，准备怎样解决10. 题目预期达到的效果11. 控制系统设计时涉及哪几门课知识、理论依据12. 写出设计的总结报告第一章、支持硬件平台ACCC-I自动控制理论及计算机控制技术实验装置（一）、系统功能特点 1以PC微机为操作台，高效率支持“计算机控制”的教学实验。2系统含有高阶电模拟单元，可根据教学实验需要进行灵活组合，构成各种典型环节与系统。3系统含有界面友好、功能丰富的软件。PC微机在实验中，除了用作实验测试所需的虚拟仪器外，还可用作测试信号发生器以及具有很强柔性的数字控制器。4系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。可自己设计实验内容，构建系统对象，编写控制算法，进行计算机控制技术的研究。（二）、系统构成实验系统由上位PC微机（含实验系统软件）、ACCC-I型自动控制理论及计算机控制技术实验装置、并行通讯线等组成。ACT-I实验箱内装有以ADmC812芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过并口与PC微机连接。系统可接任意被控对象组成一个主、从分布式的计算机控制系统。2、ACTDT型电机转速控制模型简介：该模块是一个典型的控制对象。可进行电机转速闭环控制。在面板上安装有1个12V工作的直流电机，可用010V的直流控制信号控制其转速，电机转速为01500rpm连续可调。转速通过光电码盘进行检测，经过频压转换后输出110V转速信号。在面板上设置有1只010V直流电压表和1只转速表，可用于电压测量和转速指示。3、ACTWK型温度控制模型简介：该模块是一个典型的控制对象。它装有一耐高温玻璃制成的加温室，24V直流电源为功率电源的加温电路和一温度检测电路。由一010V的直流信号控制加温功率，温度信号由一010V的直流信号输出指示，透明结构的装置直观明了，使实验者易于接受。4、ACTYK型水槽液位控制模型简介：由有机玻璃水箱、水泵、水槽和液位传感器组成。控制信号经过功率放大电路控制水泵的流量，水从有机玻璃水箱的上部进入，下部由一阀门控制水箱的出水流量。液位由传感器检测，输出110V的液位信号，通过计算机控制，可实现液位的开关控制和PID闭环控制。5、ACTDJ型直流发电机系统模型简介：对直流发电机的输出电压进行闭环控制。系统由交流电动机、直流励磁机和直流发电机组成，系统运行时，交流电动机接入380V交流电源，带动直流励磁机和直流发电机在额定转速下运转。直流发电机的励磁电源由励磁机供给，直流励磁机的励磁电流由位于机组左端电控箱中的功放电路提供，功放电路由0正、负10V的信号所控制。调节控制信号的电压，即可改变直流发电机的输出电压。在电控箱中，装有五个大功率电阻，作为直流发电机的负载。通过对输出电压的PID闭环控制，即可实现在不同负载下发电机的输出电压维持恒定。在电机机组的前方。安装有机玻璃面板，保护实验者的安全。同时，在面板上安装有电流表、电压表，用于监视励磁机和发电机的励磁电流和电枢电压，使实验更加直观，便于理解。可编程序控制器实验台可编程序控制器实验台是一个综合实验台，它既可完成PLC基本实验、综合控制实验、模型实验，又可完成单片机的同类实验，有扩展空间，能进行设计性实验开发和研究性实验项目开发。PLC实验挂板是实验台的核心部分，决定着实验系统的硬件配置和软件开发平台，分三种，分别为元件挂板（TY）、电源挂板（TD）和实验挂板（TS）。PLC主机采用60点继电器型，型号为OMRON SYSMAC CPM2A，模拟量模块采用4入1出的独立式模块，型号为CPM1A- MAD02-CH。51单片机系统实验板采用沈飞TY19挂板，输入、输出40点。实验台配有两个电源模块，分别为PLC、单片机提供电源。TD5电源板配置有交流电源控制和零压、短路保护电路，具有来电和运行显示。配置有5V和24V开关电源，具有短路保护功能。TD7电源板配置有双12V和双5V开关电源，具有短路保护功能。可为单片机系统提供实验电源。实验挂板为标准尺寸，卸挂方便，实验挂板位置可调换，实验板可在实验台上随意组合，完成各部分实验内容。实验台模块简介：1、电源模块TD5 ：交直流电源板 为PLC、实验板提供所需的220V交流电源、开关电源24V/0.8A、5V/3A，设置空气开关、电源按钮、电源指示灯、电源输出插座、计算机通讯口等。实验方便。2、电源模块TD7：单片机电源板 为单片机实验板提供双5V、双12V开关电源、交流15V电源。3、PLC主机板TY27 ORRON SYSMAC CPM2A主机60点；扩展模拟量模块MDA002，4入1出；CPM2A主机晶体管10点。 （详细资料可查阅/网站）4、51单片机实验板TY19 输入、输出性能与PLC相似。输入、输出40点。（详细资料可查阅/网站）5、应用基础实验板TS1 交通灯实验区、旋转运动实验区、直线运动实验区。完成交通灯、旋转运动、直线运动实验。(开关量实验)6、应用基础实验板TS2 输料线实验区、混料罐实验区、辅助信号实验区。完成混料罐、输料线实验。(开关量实验)7、应用基础实验板TS3 热敏电阻、温度检测电路、温度控制炉。完成温度控制实验。(模拟量、脉冲量实验)8、应用基础实验板TS4 高精度电压表、频率转速计数表、电机调速实验区完成电机模拟量调速实验。(模拟量实验)9、应用基础实验板TS6：单片机实验板、数据信号、脉冲信号、数据显示，由单片机控制。（单片机控制实验）10、应用基础实验板TS7：单片机实验板、检测信号、开关信号、按钮信号，由单片机控制。（单片机控制实验）11、应用基础实验板TS8：单片机实验板、步进电机实验、速度控制实验、温度控制实验，由单片机控制。（单片机控制实验）12、电梯模型TM1：由60点PLC控制完成四层电梯司机、自动驾驶、消防、直驶等实验。13、直线运动机械模型TM4：完成直线运动位置和速度控制。双丝杠，双电机。安装松下电气Panasonic（0.2KW）交流伺服电机。安装南韩Kinco三相步进电机。安装OMRON旋转编码器200P。工控机板卡简介：1、PCL-370：隔离32通道数字I/O卡（详细资料请到/查阅）2、PCL-726：6通道电压/电流输出卡（详细资料请到/查阅）3、PCL-745B：双口隔离RS-422/RS-485接口卡（详细资料请到/查阅）4、PCL-725：16通道继电器输出及隔离D/I卡（详细资料请到/查阅）5、PCL-836：6通道计数器/定时器卡（详细资料请到/查阅）6、HG-16AD：加强型高增益多功能数据采集卡（详细资料请到/查阅）7、PCLD880：端子板（详细资料请到/查阅）8、C168H：8P-232 多串口卡（详细资料请到/查阅）9、OPT8B：RS232 多串口盒（详细资料请到/查阅）10、OPT8K：RS422 /RS485 多串口盒（详细资料请到/查阅）第二章、综合控制系统应用实验题目一、电力负荷微机遥控系统培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、单片机原理及运用、微机原理及接口技术、电机学、电力系统自动化及计算机控制技术进行综合设计的能力。题 目 内 容 及 要 求题目内容：该系统由接收机和发射机两部分组成，个部分由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、信号检测电路、可控硅驱动电路、报警及保护电路等构成，借助工频控制技术，完成对网上远距离电力负荷的遥控及自动记录功能。题目要求如下：1、系统具有打印报表,日历时钟,超限报警功能；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、研究提高系统信号灵敏度度的方法；4、注入变压器：电压0.4KV，频率 50HZ，容量：大于100KVA5、接收机：拒动率996、发射机：发射距离44Km； 7、发射方式：三项轮发二、电渣重熔炉微机监控系统培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、单片机原理及运用、微机原理及接口技术、检测与转换技术、计算机控制技术进行综合设计的能力。 题 目 内 容 及 要 求题目内容：由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、重量、位置、熔化电流、熔化电压检测电路、A/D转换接口电路、执行机构驱动电路及报警电路等构成电渣重熔炉微机监控系统，完成对熔化电流和熔化电压自动监测记录，以及抽锭的自动控制。题目要求如下：1、系统具有打印报表,日历时钟,超限报警功能；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、熔化电流、熔化电压监测范围：电压：0-100 V；电流：0-10000 A4、监测精度：1.0级； 5、抽锭范围：04m ； 6、抽锭误差：1cm 7、控制电源：电压：AC 220V；功率：40W8、抽锭电机：电动机A YDB2M-8/6 功率为3.7/2.6KW 电动机B YDR00L-4 功率为3KW9、显示方式：5位数码分时显示熔化电压、熔化电流、抽锭位移及日历时间。 三、多效蒸馏水机控制系统培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、过程控制系统设计能力、组态软件编程及应用能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、Visual Basic、可编程序控制器、微机原理及接口技术、自动化仪表及过程控制、智能控制技术及计算机控制技术进行综合设计的能力。题 目 内 容 及 要 求题目内容：1、恒压力PID控制回路设计；2、贮水罐液位控制回路设计；3、冷却水回路三段式控制设计；4、热交换回路及质量保证回路专家控制系统设计；5、研究补偿热交换系数时变性的方法。具体技术指标如下： 1、蒸馏水机产量： 02000Kg/h 2、主蒸气压力：00.6Mpa 测量误差0.01 3、入口电导率： 020s/cm 误差0.1s/cm 4、 出口电导率： 010s/cm 误差0.05s/cm 5、IIV效、主蒸气及储罐温度：0200 误差0.05 6、I效液位：020cm,误差0.1cm 7、储罐液位：06m四、智能在线电导率分析仪培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、组态软件编程及应用能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、Visual Basic、检测与转换技术、单片机原理及应用、微机原理及接口技术、自动化仪表及过程控制、智能控制技术及计算机控制技术进行综合设计的能力。题 目 内 容 及 要 求题目内容：由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、电导率及温度检测电路、A/D转换接口电路、多路开关切换电路、激励电路、程控放大电路、通讯接口电路及报警电路等构成，完成对电导率自动监测、分析及记录。题目要求如下：1、系统具有打印报表,日历时钟,超限报警功能；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、控制电源：电压：AC 220V；功率：40W4、显示方式：8位数码同时显示电导率和温度；5、测量范围： 020s/cm 准确度：1.0级6、稳定性： 2x0.001/24h 7、介质温度： 02007、自动温度补偿：0200 测量距离： 不小于50m8、输出信号： DC 420mA 或 串行通讯五、逆变式晶体管弧焊电源微机控制系统培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、检测与转换技术、单片机原理及应用、微机原理及接口技术、电力电子技术、智能控制技术及计算机控制技术进行综合设计的能力。题 目 内 容 及 要 求题目内容：由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、焊接电流及焊接电压检测电路、A/D转换接口电路、线性隔离电路、采样保持电路、多路开关切换电路、放大电路及报警电路等构成，按给定特性要求，完成对焊接电流及焊接电压的自动监测和控制。题目要求如下：1、系统具有恒流特性和陡降特性；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、控制电源：电压：AC 220V；功率：40W4、显示方式：8位数码同时显示焊接电流及焊接电压；5、焊接电流：0160A ; 误差0.1A 6、空载电压： 80 V ;7、逆变频率：20KHz ； 8、暂载率：FS=70%;9、控制算法：PID或 Fuzzy control.六、粮仓检温鉴到仪培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、检测与转换技术、单片机原理及应用、微机原理及接口技术、IC卡技术、Visual Basic智能控制技术及计算机控制技术进行综合设计的能力。题 目 内 容 及 要 求题目内容：由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、温度检测电路、A/D转换接口电路、多路开关切换电路、日历时钟电路、IC卡接口电路、程控放大电路、通讯接口电路及报警电路等构成，完成对粮温自动监测、分析及记录。并记录库管员巡检时间。题目要求如下：1、系统具有打印报表,日历时钟,超限报警功能；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、控制电源：电压：AC 220V；功率：40W4、显示方式：8位数码同时显示点号及温度；5、测量范围： -4585 6、测量精度：0.50C 7、测量点数: 大于128点8、输出信号： 485 串行通讯9、界 面：主界面、历史界面、报警界面、统计报表界面设计。七、卡式远传仪表及计量收费管理系统培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、检测与转换技术、单片机原理及应用、微机原理及接口技术、IC卡技术、Visual Basic智能控制技术及计算机控制技术进行综合设计的能力。题 目 内 容 及 要 求题目内容：由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、水、电、气检测电路、多路开关切换电路、日历时钟电路、IC卡接口电路、程控放大电路、通讯接口电路及防窃报警电路等构成，完成对能耗自动监测、分析及记录。总之，利用微机技术实现电水煤气收费的一体化，提高其自动化程度。题目要求如下：1、系统具有打印报表,日历时钟,超限报警功能；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、控制电源：静态电流小于50A4、后备电源: DC3.6V 5、显示方式：8位数码分时显示水、电、气耗能及余额；6、IC卡寿命:：机械寿命：10万次 ；电寿命：50万次 7、测量精度： 1.0级 8、信息传递方式：IC卡9、界 面：主界面、历史界面、报警界面、统计报表界面设计。八、变频调速定压供水系统培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理及系统、检测与转换技术、单片机原理及应用、微机原理及接口技术、电机学、电力拖动基础、交流调速系统、可编序控制器技术及计算机控制技术进行综合设计的能力。题目内容及要求题目内容：由单片机最小系统、数据及程序存储器扩展电路、键盘及显示器接口电路、压力检测电路、A/D转换接口电路、程控放大电路、4-20mA输出电路及报警电路等构成PID控制器，利用变频器、软起动器及PLC完成对四台水泵的软起软停定压控制。题目要求如下：1、系统具有软起软停及恒压供水功能；2、系统具有一定的抗干扰能力；3、控制电源：电压：AC 220V；功率：40W4、显示方式：3位数码显示供水压力；5、定压范围： 00.5Mpa, 6、控制精度：0.01Mpa 7、单台水泵：流量: Q=50m3/h 扬程:P=50m 功率： P=15KW8、水池水位: 06m 测量精度: 1Cm九、车灯定位误差检测系统的研究与实现培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、微机原理及接口技术、检测与转换技术、计算机控制技术进行综合设计的能力。题目内容及要求题目内容：(1) 对位移传感器的数据采集(2) 对采集的数据进行加工分析题目要求如下：针对汽车工业中车灯装配尺寸误差检测系统存在效率低、价格昂贵的弊端，拟采用精度较高的物位传感器进行多点测量方法。在保证测量精度的条件下，保证系统工作可靠性（例如抗干扰、检测周期）等方面进行研究十、超声波热表中的流量计量培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、单片机原理及运用、微机原理及接口技术、检测与转换技术、计算机控制技术进行综合设计的能力。题目内容及要求 本项目的研究内容是设计并制造一类热量计量仪表，热表有三部分主要技术问题：流量测量计算、温度测量计算和热量计算。该仪表由流量传感器、配对温度传感器、计算器、IC卡读写装置、LCD显示器组成。本次题目主要研究流量的测量计算问题。题目要求如下：1、从原理上解决小流量精度底、始动流量大、压损大的问题：采用超声波传感器，利用时差法实时检测热能流量信号,或采用成熟的涡轮流量计。 2、解决微功耗问题：动态功耗10mA，静态功耗9A,工作状态稳定，自动休眠状态，采用低功耗芯片。十一、数字化无线温度传感器的设计与研究培养学生如下能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件编程能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、单片机原理及应用、微机原理及接口技术、检测与转换技术、传感器技术、无线传输技术、计算机控制技术进行综合设计的能力。题目内容及要求题目内容：利用无线通讯技术和数字化传感器技术，研制数字化无线温度传感器：1、 研究数字化无线温度传感器的低功耗设计方法2、 研究无线传输中的抑制噪声的滤波算法题目要求：使整个电路的功耗达到最低，满足低功耗要求（一块锂电池工作寿命至少达到十年）；整个系统有较强的抑制干扰的能力。十二、砂轮动平衡测控仪的算法研究及实现培养学生能力：独立分析和解决问题能力、专业外文资料检索阅读能力、计算机文字处理和辅助设计能力、科技文献写作能力、硬件设计能力、软件设计能力、程序调试能力，以及运用电子技术、自动控制原理、单片机原理及运用、微机原理及接口技术、检测与转换技术、计算机控制技术进行综合设计的能力。题目内容及要求题目内容：1.研究建立砂轮动平衡测控系统数学模型的方法及其模型建立；2.研究具有非线性切换函数的滑模变结构控制器设计方法；3.保证控制系统对内部参数变化和外部扰动具有不变性的方法；4.在相同精度和成本前提下，研究改善动态响应，缩短调节时间的方法；5.研究降低直至消除控制系统抖动问题的方法；6.研究该测控系统采样周期对系统性能的影响；7.研究低噪声、微功耗电路的设计方法；8.研究并解决实现中的相关问题；9.分析影响系统精度的相关问题；10.探讨扩大平衡范围的相关方法。题目要求：对砂轮动平衡测控系统：系统平衡精度0.1m,首次动平衡时间1min,最大平衡量:50m。十三、造纸过程控制的仿真研究培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、计算机应用技术、单片机技术、串行通讯技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求此题目主要是针对造纸过程存在大滞后、慢时变、强耦合、随机干扰严重的特点，通过对不同控制算法的仿真研究，寻求一种有效控制算法，对纸张的定量和水分进行控制。给出不同算法的仿真结果及程序清单，其中仿真研究包括软件仿真和硬件仿真。十四、高精度恒温连续可调型温控器的设计培养学生能力：通过此题目可以使学生掌握设计计算机控制系统的方法，学会使用计算机编程语言编写应用程序，以及培养分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求1、 气体温度最高可加热到500，在此温度下保持恒定，控制其最大温差不超过1。2、 根据气体的浓度，使系统对该气体控制的恒定温度在300500范围内，做到能够进行自动识别和连续可调的功能，并能使恒温点的控制精度保持在1。3、 对气体的温度进行实时监测和实时显示。4、 故障报警。5、 装置整机体积小，灵敏度高，性能可靠。十五、汽车油门伺服控制系统的设计培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、计算机应用技术、单片机技术、串行通讯技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求实车要求油门伺服控制系统具有精确的位置响应（控制精度在5以内），较高的响应速度（响应滞后时间不得超过0.5s）和较强的稳定性及鲁棒性。采用直流伺服电机作为油门位置伺服系统的执行机构。电机额定数据及主要参数如下: TN=0.33Nm，nN=1500 r/min，UN=30V,IN=2.4A,R=1.68,L=1.57mH,Ce=0.0177V/rpm,Tm=10ms,Tl=0.98ms,转动惯量184.510- 6Nms2,允许过载倍数K=10。十六、玻璃退火炉温度控制系统的设计培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、电力电子、自动控制系统、计算机应用技术、单片机技术、显示技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求根据玻璃退火炉的要求三个温度区控制要求分别是：高温区要求控制中心的温度在560，中温区要求控制中心的温度在440，低温区要求控制中心的温度在300，其中工艺对高温区温度精度要求最高应稳定在5603。十七、汽车主动悬架车身高度控制系统的设计培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、电力电子、自动控制系统、计算机应用技术、单片机技术、显示技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求车身高度控制装置是指车身的高度可根据汽车内乘座人员或车辆载重情况自动做出调整，以保持汽车行驶所需要的高度及汽车行驶姿态的稳定。要求：1、可以根据行车需要在最小车身高度和最大车身高度之间调整。2、车身高度调节范围：120mm，精度1mm。3、有四种不同的高度设置。根据行驶速度和路面状况自动调整车身高度。同时车厢内设有人工调节按钮，驾驶者可以自主选择车身的行车高度。十八、智能纸张拉力试验机控制系统培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、电力电子、自动控制系统、计算机应用技术、单片机技术、显示技术、通讯技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求纸张拉力试验机主要用于测试纸、纸板、橡胶、塑料等抗拉压负荷强度在500N以下，变形量不超过400mm的仪器，广泛应用于造纸、商检、科研等行业。要求：1负荷：0500N 精度1% 测量衰减倍数：1、2、5、102位移：0400mm、精度1%3无级速度：0.5200mm/min4定速：0.5、1、2、5、10、20、50、100、200mm/min5调速精度 ：2%（空载）6液晶显示7通讯接口十九、智能灌注热疗控制系统的设计培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、电力电子、自动控制系统、计算机应用技术、单片机技术、显示技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求根据肿瘤热疗原理，在灌注热疗系统中，按照被控对象的精度要求把温度控制在预定的温度范围内。温度控制系统的主要技术指标：温度：4045精度：0.1二十、简易智能小车控制系统的设计 培养学生能力：通过此题目可以培养学生对信号检测与转换技术、电力电子、自动控制系统、计算机应用技术、单片机技术、通讯技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。题 目 内 容 及 要 求 本题目通过对小车控制系统的设计与研究，培养学生对信号检测与转换技术、电力电子、自动控制系统、计算机应用技术、单片机技术、显示技术、通讯技术等专业知识综合应用能力，以及分析实际问题和解决实际问题的能力。要求：1动作：平面移动2范围：2m2m3速度：01.0m/s4角度：01805反馈：速度、角度6通讯接口二十一、便携式多功能消毒系统培养学生能力：通过完成该题的软硬件设计，能够提高学生综合运用所学知识的技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高工程意识；学生在独立撰写论文过程中，能够提高熟练运用基本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。题 目 内 容 及 要 求随着环境的污染和气候的变化，各种病毒不断出现和侵袭着人类，该题设计实现一个便携式多功能消毒系统，能够实现升温消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等功能。其主要技术参数如下：1 具有温度检测、控制功能，温度控制范围：常温0100，误差在0.5。2 要实现温度的实时检测与显示，显示采用数码管显示。3 显示温度的精度为0.1。4 具有轻便的电源模块，系统具有便携特性。具有紫外/臭氧浓度控制功能。二十二、柴油发动机电控喷油控制系统培养学生能力：通过完成该题的软硬件设计，能够提高学生综合运用所学知识的技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高工程意识；学生在独立撰写论文过程中，能够提高熟练运用基本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。题 目 内 容 及 要 求系统采用单片机对柴油机喷油泵进行控制，主要实现对喷油泵内齿条位置的准确控制，从而实现喷油量的准确控制，主要技术指标：1.齿条位移控制精度0.05mm。2.大阶跃（齿条位移大于1mm），响应时间小于40ms。3.小阶跃（齿条位移小于0.1mm）响应时间小于40ms.该部分与发动机控制器通过CAN总线（控制器局域网）通信（该部分可选做）。二十三、工业电加热炉的微机控制系统培养学生能力：通过完成该题的软硬件设计，能够提高学生综合运用所学知识的技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高工程意识；学生在独立撰写论文过程中，能够提高熟练运用基本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。题 目 内 容 及 要 求对工业用电加热炉进行温度检测和控制，其主要技术参数如下：1温度控制范围在01300，误差在0.5。2要实现温度的实时检测与显示，显示采用数码管显示，共10位显示，左面6位显示当前时、分、秒，右面4位显示每次采样时的炉温。显示温度的精度为0.1。二十四、脉动真空灭菌器控制系统培养学生能力：通过完成该题的软硬件设计，能够提高学生综合运用所学知识的技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高工程意识；学生在独立撰写论文过程中，能够提高熟练运用基本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。题 目 内 容 及 要 求1 动真空阶段中将柜室内抽压至8 2(空气排除约97%),目的在于使室内蒸汽达到饱和状态,加快预热过程,缩短灭菌时间,还可有效地将多孔性物质中空气驱除,有利于水蒸气的穿透,同时使灭菌器内温度均匀。2为适应不同的灭菌物品,灭菌温度设定在105136之间,压力为104210。二十五、输液装置微机控制系统培养学生能力：通过完成该题的软硬件设计，能够提高学生综合运用所学知识的技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高工程意识；学生在独立撰写论文过程中，能够提高熟练运用基本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。题 目 内 容 及 要 求系统采用单片机设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置，并具有实时显示和通讯功能，主要技术指标： （1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。 （2）通过控制电机来控制点滴瓶的高度，以控制点滴速度；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20150(滴/分)，控制误差范围为设定值 10% 1滴。 （3）调整时间3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。 （4）当药液液面低于警戒值（23cm）时，能发出报警信号。二十六、温室大棚种植参数监控系统培养学生能力：通过完成该题的软硬件设计，能够提高学生综合运用所学知识的技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高工程意识；学生在独立撰写论文过程中，能够提高熟练运用基本技能（如绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等）的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力。题 目 内 容 及 要 求温室大棚种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子直接影响农作物的生长，本设计就是设计对这些环境因子进行自动监控的微机控制系统，具体技术参数如下：温度:在1545之间;测量精度1;湿度:(1)在35%90%RH之间;误差:3%;(2)在湿度小于35%RH或大于90%RH时,误差4%光照度:在045000lx之间;误差:900lx.CO2浓度:150900mL/L;误差:3%.第三章、计算机控制装置功能使用说明及组成计算机控制系统一、上位机及操作平台说明31 菜单功能说明ACT-I计算机控制实验上位机软件菜单项如图3.1所示：图3.1 菜单项菜单包括文件、实验、系统、窗口、显示、操作和帮助等七大类，其功能分别为：311 文件 菜单如图3.1所示。1打开脚本文件：打开已经存在的脚本文件，文件后缀名为vbs，文件打开后可以在脚本编辑器编辑该文件（详见3.3节）。2保存脚本文件：保存在脚本编辑器内修改过（详见3.3节）的脚本文件，文件后缀名为vbs。3脚本文件另存为：将脚本编辑器内（详见3.3节）的脚本文件另存为另外一个文件，文件后缀名为vbs。4保存位图文件：将虚拟示波器（详见3.4节）的图形保存为一个位图文件，文件后缀名为bmp。312 实验 菜单如图3.1.2所示。1实验选择：2实验说明：图3. 1.2 菜单“实验”项图3. 1.3 菜单“系统”项313 系统菜单如图3.1.3所示。连接下位机断开连接：用于与下位机建立断开通讯。程序启动时，并未与下位机建立连接，按“系统连接下位机”可以建立与下位机的连接。当程序与下位机建立了连接以后，显示变为“系统断开连接”，系统工具条表示与下位机连接正常。当与下位机通讯完成以后，需要按菜单“系统断开连接”来结束与下位机的连接。同时可以使用工具条内“连接”功能来完成（详见3.2节）314 窗口 菜单如图3.1.4所示。1脚本编辑器：当“脚本编辑器”菜单项前面打钩标记时，表示激活“脚本编辑器”；单击该菜单项，“脚本编辑器”将最小化，位于屏幕的左下角。反之，将再次激活“脚本编辑器”。2虚拟示波器：当“虚拟示波器”菜单项前面打钩标记时，表示激活“虚拟示波器”；单击该菜单项，“虚拟示波器”将最小化，位于屏幕的左下角。反之，将再次激活“虚拟示波器”。3信息框：当“信息框”菜单项前面打钩标记时，表示激活“信息框”；单击该菜单项，“信息框”将最小化，位于屏幕的左下角。反之，将再次激活“信息框”。4实验指导书：当“实验指导书”菜单项前面打钩标记时，表示激活“实验指导书”；单击该菜单项，“实验指导书”将最小化，位于屏幕的左下角。反之，将再次激活“实验指导书”。图3. 1.4 菜单“窗口”项图3. 1.5 菜单“显示”项315 显示 菜单如图3.1.5所示。1显示设置：显示设置用于设置显示曲线的各类属性。如图3.1.6所示，程序同时可以显示四条曲线。可以在显示设置对话框内设置四个曲线的颜色、线形、是否在显示区域内显示和设置背景色，在“显示”前面打钩表示显示该曲线；按“颜色”后面的“”按钮可以进入颜色选择对话框，如图3.1.7所示，可以选择适当的颜色，按“线形”后面的下拉框可以选择该曲线的线形，有“实线”、“划线”和“点线”三种选择。在设置完成之后，如按“确定”则更改设置并退出对话框；如按“取消”则放弃修改并退出对话框。图3. 1.6 显示设置图3. 1.7 显示设置颜色设置2系统测试信号1#：当“系统测试信号1#”菜单项前面打钩标记时，表示在虚拟示波器中显示“系统测试信号1#”曲线；单击该菜单项，“系统测试信号1#”将不显示该曲线。反之，将再次在虚拟示波器中显示“系统测试信号1#”曲线。3系统测试信号2#：当“系统测试信号2#”菜单项前面打钩标记时，表示在虚拟示波器中显示“系统测试信号2#”曲线；单击该菜单项，“系统测试信号2#”将不显示该曲线。反之，将再次在虚拟示波器中显示“系统测试信号2#”曲线。4采样通道X：当“采样通道X”菜单项前面打钩标记时，表示在虚拟示波器中显示“采样通道X”曲线；单击该菜单项，“采样通道X”将不显示该曲线。反之，将再次在虚拟示波器中显示“采样通道X”曲线。5采样通道Y：当“采样通道Y”菜单项前面打钩标记时，表示在虚拟示波器中显示“采样通道Y”曲线；单击该菜单项，“采样通道Y”将不显示该曲线。反之，将再次在虚拟示波器中显示“采样通道Y”曲线。6网格：当“网格”菜单项前面打钩标记时，表示显示网格，如图3.1.8所示；单击该菜单项，表示不显示网格，如图3.1.9所示。反之，将再次显示网格。图3.1.8 网格显示图3.1.9 无网格显示316 操作 菜单如图3.1.10所示。清空信息框：清空信息框内的内容。图3.1.10 菜单“操作”项图3. 1.11 菜单“帮助”项317 帮助菜单如图3.1.11所示。关于：软件版本说明。32 工具条功能说明工具条如图3.2.1所示。当与下位机的连接未建立时，如图3.2.1所示。当与下位机的连接建立后，如图3.2.2所示。各工具条的功能分别为：图3.2.1 工具条图3.2.2 工具条1新建文件：新建脚本文件（详见3.1.1节）。2打开文件：打开脚本文件（详见3.1.1节）。3保存文件：保存脚本文件（详见3.1.1节）。4连接/断开：连接/断开下位机系统（详见3.1.3节）。5脚本语法检查：对当前脚本编辑器内的脚本进行语法检查，语法检查的结果将在信息框内显示（详见3.6节）。6执