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2024级计算机控制技术课程设计
一、电炉烤箱温度控制系统设计<16组完成)
被控对象为电炉烤箱,采用热阻丝加热,利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小,来改变流经热阻丝的电流,从而改变电炉炉内的温度。
功率3Kw
可控硅控制器输入为0-5伏时对应电炉温度0-300℃, 温度传感器测量值对应也为0-5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,Kd=50,τ=10s
要求:采用数字PID控制,有0阶保持器。设计最少拍无纹波控制系统。
第1组:1)设计温度控制系统的计算机硬件系统,画出框图;
2)编写积分分离PID算法程序,从键盘接受Kp、Ti、Td、T及β的值;
3)通过数据分析Kp改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改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改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:
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3)通过数据分析Td改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β改变时对系统超调量的影响。
第6组:1)设计温度控制系统的计算机硬件系统,画出框图;
2)撰写设计说明书。 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。
第12组-第16组的对象模型: 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。
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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)
设计一个计算机控制步进电机系统,该系统利用89C51<或89C52、89S52)机的Px口输出控制信号,其信号驱动、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。
在第一象限,X<10)、Y<10)最大坐标值。其他坐标值任意定,但插补计算不得小于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、开始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键启动步进电机开始转动,按SET键进行数据设置、按CLR键清零。
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个人收集整理资料, 仅供交流学习, 勿作商业用途 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控制字;<不设计步进电机驱动电路与驱动程序)。
4)推导出用逐点比较法插补绘制出下面曲线的算法; 5)编写算法控制程序线; 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。
10 10 0 曲线1, 45o 10 0 曲线2, 45o 10 4 / 12
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10 10 10 0 曲线5,30o 10 10 0 曲线6 , 30o 10 0 曲线3 45o 10 0 曲线4 45o 10
10 10 0 曲线7 10 0 曲线8 10
10 10 0 曲线9 10 0 曲线10 10
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