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《计算机控制技术》课程设计——设计题目与设计要求指导教师：陈静一、数字滤波系统设计1．用计算机模拟带有干扰的正弦信号R（频率100Hz）。首先计算机产生一个随机信号，再与正弦信号叠加。2．计算机对含有干扰的正弦信号进行数字滤波处理，保留正弦信号，去除干扰。3．输入为模拟电压，输入模拟电压范围为0～+5V，最后滤波的结果用LED显示器显示。第1人：1）分析数字滤波的常用方法，以及各自的优缺点；2）采用一阶惯性滤波器算法，设计算法程序；3）通过数据分析采样周期T对滤波效果的影响；4）撰写设计说明书。第2人：基本要求同第１人，只有第2）点要求不同2）采用平均值滤波算法，设计算法程序；第3人：基本要求同第2人，只有第3）点要求不同3）通过数据分析参与平均值滤波的测量数据个数对对滤波效果的影响；第4人：基本要求同第1人，只有第2）点要求不同2）加权平均值滤波器，设计算法程序；第5人：基本要求同第4人，只有第3）点要求不同3）通过数据分析参与加权平均值滤波的采样数据个数对滤波效果的影响；第6人：基本要求同第4人，只有第3）点要求不同3）通过数据分析四次采样值加权平均值滤波器的系数对滤波效果的影响；二、温度控制系统设计被控对象为电炉，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。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，惯性时间常数为T1＝30秒，滞后时间常数为τ＝10秒。第1人：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人：基本要求同第1人，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人：基本要求同第1人，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人：基本要求同第1人，只有第3）点要求不同：3）通过数据分析T改变时对系统超调量的影响。第5人：基本要求同第1人，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人：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人：基本要求同第1人，但对象特性为积分加惯性系统，惯性时间常数为40秒。第8人：基本要求同第2人，但对象特性为积分加惯性系统，惯性时间常数为40秒。第9人：基本要求同第3人，但对象特性为积分加惯性系统，惯性时间常数为40秒。第10人：基本要求同第4人，但对象特性为积分加惯性系统，惯性时间常数为40秒。第11人：基本要求同第5人，但对象特性为积分加惯性系统，惯性时间常数为40秒。第12人：基本要求同第1人，但对象特性为二阶惯性系统，惯性时间常数均为20秒。第13人：基本要求同第2人，但对象特性为二阶惯性系统，惯性时间常数均为20秒。第14人：基本要求同第3人，但对象特性为二阶惯性系统，惯性时间常数均为20秒。第15人：基本要求同第4人，但对象特性为二阶惯性系统，惯性时间常数均为20秒。第16人：基本要求同第5人，但对象特性为二阶惯性系统，惯性时间常数均为20秒。三、可燃气体检测及报警装置1．对常见可燃气体进行自动监测的报警装置2．检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警3．工作原理：采用的控制方案--直接数字控制（DDC）第1人：1）设计可燃气体检测及报警装置硬件系统，画出框图；2）检测到气体浓度超过设定上限时，发出声光报警；3）采用的控制方案--直接数字控制（DDC）；4）CPU采用单片机；5）撰写设计说明书。第2人：基本要求同第1人，只有第4）点要求不同：4）CPU采用PLC。第3人：基本要求同第1人，只有第4）点要求不同：4）CPU采用PC。四、非编码键盘的扫描程序设计1．通过8155扩展I/O口行列式键盘；2．利用8031微控制器。第1人：1）8155扩展I/O口组成4×8行列式键盘，设计非编码键盘的扫描硬件系统，画出电路图；2）对键盘按键能够正确识别，去抖动；3）键盘扫描；4）撰写设计说明书。第2人：1）8155扩展I/O口组成6×6行列式键盘，设计非编码键盘的扫描硬件系统，画出电路图；2）对键盘按键能够正确识别，去抖动；3）键盘扫描；4）撰写设计说明书。五、逐点比较插补原理的实现设计一个计算机控制步进电机系统，该系统利用PC机的并口输出控制信号，其信号驱动后控制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。1）设计硬件系统，画出电路原理框图；2）定义步进电机转动的控制字；3）推导出用逐点比较法插补绘制出下面曲线的算法；4）编写算法控制程序线；5）撰写设计说明书。每人选一个曲线，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。直线一：直线二：直线三直线四圆弧一圆弧二XYOXXYOXXYOXXYOXXYOXXYOX圆弧三圆弧四其它曲线XYOXXYOX《计算机控制技术》课程设计——成绩评定与时间安排指导教师：陈静一、成绩评定1.课程设计的五个题目，请班长根据同学的意愿分成五组。各组同学应独立完成自己的设计，杜绝抄袭。2.课程设计时间：2013年6月26日～2013年7月5日下午16:30分。过时不计成绩。3.进行纯软件设计的同学，主要根据程序运行效果评定成绩。4.进行硬件接口设计的同学，根据设计的硬件图纸,软件设计流程图及相应的软件+口试来评定成绩。二、选题与提交形式2人一组，共同选1题（也可自选相关题目，经指导老师同意），并完成提交课程设计说明书文档。三、参考文献1.于海生.计算机控制技术.机械工业出版社，20102.郑学坚，周斌.微型计算机原理与应用.清华大学出版社3.沈美明，温冬婵.IBM-PC汇编语言程序设计.清华大学出版社4.何立民.单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社5.姚燕南，薛钧义.微型计算机原理.西安电子科技大学出版社6.沙占友等.新编实用数字化测量技术.国防工业出版社7.宋春荣等.通用集成电路手册.山东科技出版社