揚州大學水利與能源動力工程學院課程設計報告題目：數字PID控制系統設計（I）課程：計算機控制技術課程設計專業：電氣工程及其自動化班級：電氣1102姓名：印瑩學號：111704235第一部分任務書

《計算機控制技術》課程設計任務書一、課題名稱數字PID控制系統設計（I）二、課程設計目的課程設計是課程教學中的一項重要內容，是達到教學目標的重要環節，是綜合性較強的實踐教學環節，它對幫助學生全面牢固地掌握課堂教學內容、培養學生的實踐和實際動手能力、提高學生全面素質具有很重要的意義。《計算機控制技術》是一門理論性、實用性和實踐性都很強的課程，課程設計環節應占有更加重要的地位。計算機控制技術的課程設計是一個綜合運用知識的過程，它需要控制理論、程序設計、硬件電路設計等方面的知識融合。通過課程設計，加深對學生控制算法設計的認識，學會控制算法的實際應用，使學生從整體上了解計算機控制系統的實際組成，掌握計算機控制系統的整體設計方法和設計步驟，編程調試，為從事計算機控制系統的理論設計和系統的調試工作打下基礎。三、課程設計內容設計以89C51單片機和ADC、DAC等電路、由運放電路實現的被控對象，構成的計算機單閉環反饋控制系統。1.硬件電路設計：89C51最小系統加上模入電路（用ADC0809等）和模出電路（用TLC7528和運放等）；由運放實現的被控對象。2.控制算法：增量型的PID控制。3.控制算法仿真：在simulink中建立控制系統仿真圖，編寫S-function,對算法進行仿真。四、課程設計要求1.模入電路能接受雙極性電壓輸入（-5V~+5V），模出電路能輸出雙極性電壓（-5V~+5V）。2.模入電路用兩個通道分別采集被控對象的輸出和給定信號。3.每個同學選擇不同的被控對象： 4.PID參數整定，帶有積分環節的對象用擴充臨界比例度法，無積分環節的對象用擴充響應曲線法。5.對象輸出端加上擾動：擾動可選擇小幅度正弦信號、小幅度階躍信號、小幅度的脈沖信號。擾動的出現時刻選擇在系統進入穩態后的適當時刻。6.對采樣信號加上濾波算法。算法可選擇滑動平均值法，復合濾波，慣性濾波等。7.simulink仿真采用ode4定步長，仿真步長可取0.1-1ms。采樣周期可取20-100ms，由實驗結果確定。8.S-function的函數名由各人姓名拼音縮寫+學號后3位數組成。有關的設計資料可參考《計算機控制實驗指導書》的相關內容。五、課程設計實驗結果1.simulink控制系統仿真能正確運行。2.正確整定PID參數后，系統階躍響應超調<10%，調節時間盡量短。3.對比有濾波與無濾波時，擾動對系統的影響。六、進度安排序號內容天數1布置任務，熟悉課題要求0.52總體方案確定，硬件電路設計1.53學習matlab及simulink的使用，研讀范例程序14控制算法設計15Simulink編程，調試16仿真實驗17總結，撰寫課程設計報告1七、課程設計報告內容：總結設計過程，寫出設計報告，設計報告具體內容要求如下：1．課程設計的目的和設計的任務。2．課程設計的要求。3．控制系統總框圖及系統工作原理。4．控制系統的硬件電路原理圖（含被控對象），電路的工作原理。5．控制算法原理與控制器設計。6.Simulink仿真圖及S-function的算法實現說明。7．實驗結果及其分析。8．電路設計、仿真調試中遇到的問題及解決方法。9．體會。

第二部分課程設計報告

目錄（宋體2號加粗）（另起一頁）正文1課題簡介（宋體4號加粗）課題的目的，任務，要求1.1***********（格式：宋體5號，首行縮進2格，單倍行距，下同）1.2***********2*****方案設計控制系統總體介紹,系統框圖，閉環工作原理。2.1***********2.2*********** 3*****硬件電路設計重點介紹A/D采樣電路，雙極性電壓輸入的實現原理；D/A輸出雙極性的實現原理；A/D和D/A的端口地址；給定被控對象的電路實現。3.1***********3.2***********4*****控制算法設計重點介紹控制算法的原理，控制器設計，控制算法計算機實現的公式推導，采樣周期選擇。4.1***********4.2***********5*****Simulink仿真設計重點介紹Simulink仿真圖的設計及其說明，對S-function程序清單自己添加的部分加注釋及說明（變量及語句的作用）。5.1***********5.2*********** 6實驗與結果分析 按要求收錄仿真過程的相關波形圖，對實驗結果（圖）做出說明與分析。6.1***********6.2***********7小結與體會（另起一頁）參考文獻（列出你所利用的參考文獻。格式參見下面。）[1]于海生主編，微型計算機控制技術（第2版），北京：清華大學出版社，2009[2]張艷兵等編著，計算機控制技術，北京：國防工業出版社，2008[3]張毅剛主編，單片機原理及應用，北京：高等教育出版社，