大林算法控制系统设计Word格式.docx
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姓名：
学号：
第一部分
任
务
书
《计算机控制技术》课程设计任务书
一、课题名称
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》是一门理论性、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调试工作打下基础。
三、课程设计内容
设计以89C51单片机和ADC、DAC等电路、由运放电路实现的被控对象构成的计算机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（用ADC0809等）和模出电路（用TLC7528和运放等）；
由运放实现的被控对象。
2.控制算法：
大林控制算法。
3.软件设计：
主程序、中断程序、A/D转换程序、滤波程序、大林算法控制程序、D/A输出程序等。
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.模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。
3.每个同学选择不同的被控对象：
4.对象的纯延迟环节
用软件通过数组单元移位实现。
5.定时中断间隔选取50ms，采样周期T要求既是采样中断间隔的整数倍，又满足
。
6.闭环系统时间常数
按
的被控对象最大时间常数选择。
有关的设计资料可参考《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.控制系统能正确运行。
2.有振铃和消除振铃的系统阶跃输出和控制器。
六、进度安排
序号
内容
天数
1
布置任务，熟悉课题要求
0.5
2
总体方案确定，硬件电路设计
1.5
3
熟悉实验箱及C语言开发环境，研读范例程序，
4
控制算法设计
5
软件编程，调试
6
实验
7
总结，撰写课程设计报告
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。
第二部分
课
程
设
计
报
告
1课程简介……………………………………………………………………………………..7
1.1程设计目的....................................................................................................................7
1.2程设计内容....................................................................................................................7
1.3程设计要求.....................................................................................................................7
2方案设计．.............................................................................................................................8
2.1控制系统整体方案............................................................................................................8
2.2控制系统闭环工作原理....................................................................................................8
3大林算法硬件电路设计……………………………………………………………………8
3.1A/D采样电路....................................................................................................................8
3.2D/A输出电路……………………………….....................………......……………...10
3.3给定对象硬件电路设计..................................................................................................11
3.4总硬件图........................................................................................................................11
4控制算法设计............................................................................................................................11
4.1控制算法的原理.................................................................................................................12
4.2计算机实现的计算机推导公式.........................................................................................12
4.3采样周期..............................................................................................................................13
5软件编程设计．...........................................................................................................................13
5.1主程序与中断流程图..........................................................................................................13
5.2部分控制程序代码..............................................................................................................14
6实验结果与分析．.......................................................................................................................17
7小结与体会．..............................................................................................................................17
参考文献．....................................................................................................................................18
1、课题简介
1.1课题目的
1.2课题内容
主程序、中断程序、A/D转换程序、大林算法控制程序、D/A输出程序等。
1.3课题要求
3.选择被控对象：
2.大林算法控制系统方案设计
2.1控制系统总体介绍
图2.1-1大林算法设计的闭环控制系统方框图
大多数工业对象具有较大的纯滞后时间，可以近似用一阶或二阶惯性环节加纯滞后环节来表示，其传递函数为
一阶对象：
，
二阶对象：
大林算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数Φ（s）相当于一个纯滞后环节和一个惯性环节相串联，即
并希望整个闭环系统的纯滞后时间和被控对象的纯滞后时间相同。
其中为闭环系统的时间常数，纯滞后时间与采样周期T有整数倍关系，（N=1,2﹒﹒﹒﹒）。
2.2控制系统闭
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