微机控制课程设计

目录1 课题简介2 总体方案设计3 硬件电路设计4 控制算法设计5 软件编程设计6 实验结果与分析7 小结 最少拍无波纹控制系统设计1 课题简介由于最少拍无波纹控制系统模拟连续系统要求的参数准确，但在实验电路中的元器件自身参数的不准确性，及受温度或其它因素的影响，很难做到参数的准确，特别是一阶惯性环节和积分环节的参数不易整定，输出波形易出现失真，很难得到理想的结果，多年来基本上是利用传输函数建立仿真模型，这种仿真模型构建方法相对简单，仅用比例积分、一阶惯性和传输函数数学模块搭建，可避开参数的不准确性。最少拍无纹波数字控制器，要求具有以下特点：（１）准确性。对特定的参考输入信号在到达稳态后系统输出在采样点的值准确跟踪输入信号即采样点上的输出不存在稳态误差。（２）快速性。在各种使系统在有限拍内到达稳态的没计中系统准确跟踪输入量所需的采样周期数应为最少。（３）稳定性。数字控制器必须在物理上可实现且应该是稳定的闭环系统。在采样点上的输出不存在稳态误差，但在采样点间的输出存在稳态误差的系统为有波纹最少拍控制系统。若在采样点上和采样点间的输出均不存在稳态误差，则这系统为无波纹最少拍控制系统。它们各有自己的优点，也都存在一些不足。最少拍无纹波数字控制系统在采样点上和采样点间的输出均不存在稳态误差，但是它的响应速度相对较慢最少拍无纹波控制系统，其控制算法都是依据被控对象的准确的数学模型 G(z)来确定的。2 总体方案设计设计要求：根据题目要求，设计无波纹最小拍控制器。采纳零阶保持器的单位反馈离散系统，被控对象为，要求系统在单位速度信号输入时，实现无波纹最小拍控制，用离散设计法设计数字控制器用 51 单片机经0809 采集计一个模拟量并转化为数字量在单片机内的最少拍无波纹控制算法输出数字量再经过 0832 转化为模拟量输出，对被控对象进行控制。最少拍无波纹控制器的设计理论： 图 1 数字控制系统原理图数字控制器模拟化设计方法是基于连续系统的设计，并在计算机上采纳数字模拟方法来实现，选用的采样周期须足够小，且采样周期的变化对系统影响不大。 如图 1 的数字离散控制系统中，GC(S)为被控对象，其中 H(S)= (1-e-TS)/S 代表零阶保持器，D(Z)代表被设计的数字控制器，它是由单片机来实现的，D(Z)的输入输出均为离散信号。上面图 1 示计算机控制系统框图中：Gc(s) —— 被控对象的连续传递函数D(z) —— 数字控制器的 Z 传递...