计算机控制技术课程设计报告.doc

《计算机控制技术》课程设计是IT领域中一项重要的实践环节，旨在将理论知识与实际操作相结合，提升学生的专业技能。此次设计任务聚焦于单闭环直流电机调速系统，旨在通过设计实现对直流电机的起/停、正/反转控制，并进行速度设定与显示。设计分为基本要求和扩展要求，涵盖了系统方案选择、硬件电路设计、控制算法确定、系统搭建与调试等多个方面。 在设计过程中，首先需要确定控制整体方案，包括选择微处理器，构建系统构成框图，确定参数检测范围等。例如，可以选择使用单片机作为核心控制器，结合输入输出接口、逻辑电路、键盘、输出电路和显示电路来构建硬件平台。 在基本设计要求中，需设计功率驱动电路，建立数学模型以确定控制算法。例如，对于直流电机的调速，可以通过调节输入电压来改变电机的转速。在此基础上，可以利用电阻网络或数字电位器进行有级调速，但这些方法可能面临效率低、成本高或实现困难的问题。因此，方案三——采用H型PWM电路，通过单片机控制电力电子器件的占空比来实现平滑调速，成为了更为优选的方案。这种方法效率高、调整范围广且稳定性好。 扩展设计要求涉及通过串口通信与PC连接，实现人机界面的控制和数据显示，以及数据的保存和查看。这通常需要编写相应的通信程序和用户界面，使得用户能实时监控和设置电机的运行状态。 在具体实施上，单闭环调速系统的设计包括电机驱动电路、测速电路、显示电路、键盘输入、模拟调速电路以及电源电路。电机驱动电路通常采用L298N等驱动芯片，通过调节PWM占空比来控制电机转速。测速电路可能采用光电编码盘配合红外接收发射管来获取电机速度信息。显示电路如LCD1602用于显示转速数据，键盘则提供用户操作接口，电位器通过ADC转换器输入单片机，实现模拟调速。 整个设计过程中，学生需要综合运用微机原理、计算机技术、控制理论等多门课程知识，通过实践提升问题解决能力和创新应用能力。设计完成后，系统的调试与优化是确保其稳定运行的关键步骤，这也是检验理论知识与实际应用结合能力的重要环节。通过这样的课程设计，学生们不仅能深入理解计算机控制技术，还能锻炼实际操作与项目管理能力，为未来在IT行业中的工作打下坚实基础。