综合数字随动控制系统的实验设计与开发

论文摘要

SKJ-PCI型数字随动系统是自动控制原理实验的重要实验设备,主要用来进行本科阶段数字随动系统的有关实验和研究。但这套实验系统的上位机软件实验内容覆盖面小,缺少综合设计性实验,实验过程过于简单,整个实验过程学生只需要输入几个控制参数即可获得实验结果,并且没有相关的帮助文档辅助教学,使用起来很不方便。本论文对目前使用比较广泛的SKJ-PCI型数字随动系统的上位机软件部分进行了重新开发,增加了综合设计性实验,模糊控制实验和模糊PID控制实验。改造后系统提供了大量的帮助文档,使学生使用起来方便,快捷。论文在对原系统的不足进行分析后,介绍了改进方案和实现的方法。然后分析了SKJ-PCI数字随动控制系统的的基本原理和各部分功能,对设计中要使用的控制算法进行了较详细的介绍,对随动系统与计算机接口通讯的实现方法做了详细研究,给出了对端口读写的函数。最后对上位机软件的总体设计,开发过程和软件的各部分功能做了详细说明。与原上位机软件相比,本软件丰富了实验内容,它将进一步提高学生在实验过程中对于计算机控制系统硬件和软件的设计与调试能力以及分析和解决实验过程中出现的实际问题的能力,能更深入了解整个数字控制的设计和具体实现细节,使学生通过实验可以更全面的了解数字随动控制的知识。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 数字随动系统国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 SKJ-PCI型数字随动系统分析
• 2.1 系统硬件分析
• 2.2 系统的基本工作原理
• 2.3 系统主要组成部分及其功能简介
• 2.4 本章总结
• 第3章 控制算法设计
• 3.1 数字PID控制
• 3.1.1 数字PID控制原理
• 3.1.2 数字PID控制算法
• 3.2 模糊控制
• 3.2.1 模糊控制概述
• 3.2.2 随动控制系统模糊控制器设计
• 3.3 模糊PID控制算法设计与实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 随动系统与计算机接口通信
• 4.1 SKJ-PCI通用数据采集控制板简介
• 4.1.1 SKJ-PCI通用数据采集控制板概述
• 4.1.2 SKJ-PCI数据采集板的使用
• 4.1.3 SKJ-PCI通用数据采集控制板的端口读写函数
• 4.2 数据转换
• 4.3 通信端口程序开发
• 4.4 本章小结
• 第5章 总体软件设计与开发
• 5.1 Visual C++6.0集成开发环境介绍
• 5.2 软件需求分析
• 5.2.1 总体分析
• 5.2.2 用户程序界面选择与设计
• 5.2.3 用户程序的功能模块设计
• 5.3 总体设计方案和系统主控平台的实现
• 5.3.1 总体方案设计
• 5.3.2 系统主控平台的实现
• 5.4 零点校准模块设计
• 5.5 PID控制过程
• 5.5.1 参数整定模块
• 5.5.2 控制模块
• 5.6 模糊控制和模糊PID控制实验
• 5.6.1 模糊PID控制过程
• 5.7 嵌入控制算法
• 5.8 帮助文档
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录