《计算机控制技术》课程设计题目.doc

计算机控制技术课程设计成绩评定与时间安排指导教师：黄高勇一、成绩评定1. 课程设计的3个题目，请班长根据同学的意愿分成3大组，每个大组内4人一个小组，各小组同学应独立完成自己的设计，杜绝抄袭。2. 课程设计时间： 设计时间：15-16周,16周周二课题验收，带所有的设计成果参加答辩，需要现场演示（PPT演示设计方案及MATLAB/simulink仿真结果演示）。3.根据设计报告和程序运行效果评定成绩。要求用matlab/Simulink软件编写程序，根据设计方案设定一组默认参数，并可以在仿真界面调整参数，绘制和显示出动态曲线。3、不参加答辩的将不能通过。4、最终答辩成绩将答辩与课程设计报告等几方面结合起来考虑，具体包括：学习与设计态度的认真性，课堂知识理解掌握的深入程度，仿真软件应用的熟练程度，设计方案的正确性或合理性，图文的质量效果二、选题与提交形式1. 4人一组2. 最终提交成果：课程设计报告（每组一份，报告开头注明组内同学分工及完成情况）；及设计相关软件成果（可演示的代码）。三、报告基本内容（1）总体方案设计：构建系统的结构框图，确定系统各组成模块的功能和相互关系。（2）详细设计：软件部分：依据采用的控制算法及计算机控制系统的构成特点，绘制程序流程图，并编写相应的程序代码。程序的各个关键环节应给出文字注释。（3）调试：首先在Matlab 软件中对系统进行仿真分析（simulink 仿真环境和纯M文件编程均需要）编译软件，获得满意的控制效果。 （4）每组撰写一份课程设计报告，不少于2000字。（5）对用到的基本理论知识要有清晰的介绍。对设计结果，应给出详细的比较和分析，应深入分析结果产生的原因，相应控制方法的适用场合等。（6）在报告最后标注参考文献。四、评分标准最终答辩成绩将答辩与课程设计报告等几方面结合起来考虑，具体包括：学习与设计态度的认真性，课堂知识理解掌握的深入程度，仿真软件应用的熟练程度，设计方案的正确性或合理性，图文的质量效果，是否独立完成，是否具有独立分析解决问题的能力和创新精神等。成绩分优、良、中、及格和不及格五等。优秀：设计认真、设计思想新颖，设计正确，功能完善，且有一定的独到之处；打印文档规范；良好：设计认真，设计正确，功能较完善，且有一定的独到之处；打印文档规范；中等：设计较认真，基本功能较完善，打印文档较规范；及格：设计基本认真，设计有个别不完完善，但完成基本内容要求；打印文档较规范；不及格：设计不认真，未能完成设计任务，打印文档较乱五、学习阶段安排建议第一阶段：阅读研究任务书，复习有关知识，收集文献资料，设计系统框图。此阶段约占总时间的 10%。第二阶段：学习MATLAB/Simulink仿真软件的使用方法，此阶段约占总时间的20%。第三阶段：主要程序框图绘制和具体程序的编写。约占总时间的50%。第四阶段：整理、汇总、撰写课程设计说明书。约占总时间的20%。 六、参考文献1.于海生，计算机控制技术，机械工业出版社，20102. 李元春，计算机控制系统，高等教育出版社，20093. 郑学坚，周斌. 微型计算机原理与应用，清华大学出版社4. 姚燕南，薛钧义. 微型计算机原理，西安电子科技大学出版社5. 张静等，MATLAB在控制系统中的应用，电子工业出版社，2007 6. 黄忠霖编著，自动控制原理的MATLAB实现，国防工业出版社，2007课程设计题目一、逐点比较插补原理的实现1. 课设目的：1）学习并掌握逐点比较插补数字程序控制算法应用于步进电机控制的设计和Simulink实现方法；2）设计一个计算机控制步进电机系统，该系统利用计算机输出控制信号，控制X、Y两个方向的三相步进电机转动，利用逐点比较法插补绘制出各种曲线。3）定义步进电机转动的控制字；4）推导出用逐点比较法插补绘制出下面曲线的算法；4）编写算法MATLAB/simulink仿真程序实现（模拟步进电机进给过程）；5）撰写设计说明书。2. 课设内容：至少选择一种直线和一种圆弧插补，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。直线一： 直线二：直线三 直线四 圆弧一 圆弧二 圆弧三 圆弧四二、最少拍无纹波计算机控制系统设计及仿真实现1. 课设目的：1）学习并掌握有纹波最少拍控制器的设计和Simulink实现方法；2）研究最少拍控制系统对典型输入的适应性及输出采样点间的纹波；3）学习并掌握最少拍无纹波控制器的设计和Simulink实现方法；4） 研究输出采样点间的纹波消除方法以及最少拍无纹波控制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。如图1所示的采样-数字控制系统， 图1 离散控制系统结构图其中对象零阶保持器 选择采样周期T=1s，试设计无纹波最少拍控制器，并分析仿真结果1. 分别在单位阶跃/单位速度输入下设计无纹波有限拍控制器2. 在Simulink仿真环境画出仿真框图及得出仿真结果，画出数字控制器和系统输出波形。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. 探讨最少拍无纹波控制系统对典型输入的适应性问题三、数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和实现1. 课设目的1） 理解晶闸管直流单闭环调速系统的数学模型和工作原理； 2）掌握PID控制器参数对控制系统性能的影响； 3）能够运用MATLAB/Simulink软件对控制系统进行正确建模并对模块进行正确的参数设置； 4）掌握计算机控制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控制器选用PID控制器，结构如图1所示 1. 写出数字PID的控制流程图2. 编写程序实现数字PID控制3. 运用MATLAB/Simul