| 【中文题名】 | 一种新型的控制理论实验系统研究与设计 |
| 【英文题名】 | Study and Design of a New Kind of Experimental System for Control Theory |
| 【学科专业】 | 电力系统及其自动化 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-1-4 |
| 【中关键词】 | 控制理论,实验装置,单片机,Visual,C,串口通信 |
| 【英关键词】 | control theory,experimental provisions,chip microprocessor,Visual C++,serial communication, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 | 控制理论是自动控制技术的理论基础，是自动化专业及相关专业的一门重要的专业基础课，其理论性较强、较抽象，学生掌握有一定的难度，因此实验教学环节效果的好坏对学生掌握理论知识，对提高本课程的教学质量起着非常重要的作用。本文将传统的实验方法与计算机结合起来，设计出一套操作灵活方便，实验内容丰富，价格低廉，实时性能良好，适合自动控制原理教学一种新型的实验系统。主要工作包括：
首先，介绍了目前可用于控制原理实验的各种实验仪的工作原理，设计了可发生、采集信号的数据采集处理板，并对板上各芯片的工作原理、在本系统中的作用、与其它元件的接口等都作了详细的描述，且介绍了设计该电路板时在抗干扰性方面所做的考虑。
其次，制定了计算机与信号发生、采集板之间的通信协议，提出上位机和下位机软件的设计思想，根据模块化设计思想，设计了具有图形化友好界面的上位机软件，同时也编写了配合此软件的下位机程序。在上位机程序中设计了理论演示模块，本模块可做出每个实验的时域响应曲线、频域的Bode图和奈氏图，将实际过程与软件仿真紧密结合。
最后，通过二阶系统阶跃响应和频率特性测量两个典型的实验验证了控制理论实验系统的实用性... |
| 【论文题纲】 |
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第1章 绪论 |
8-14 |
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1.1 引言 |
8-9 |
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1.2 国内外技术现状 |
9-11 |
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1.3 设计目标 |
11-12 |
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1.4 开发工具和开发环境介绍 |
12-13 |
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1.5 本文所作的工作 |
13-14 |
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第2章 硬件设计思想及实现原理 |
14-33 |
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2.1 引言 |
14 |
|
2.2 信号发生及采集系统的原理 |
14-30 |
|
2.2.1 基本结构 |
14-15 |
|
2.2.2 复位系统的设计 |
15-16 |
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2.2.3 外扩数据存储器与单片机的连接电路 |
16-19 |
|
2.2.4 单片机与上位机通讯电路的设计 |
19-21 |
|
2.2.5 数模转换电路设计 |
21-26 |
|
2.2.6 模数转换电路的设计 |
26-30 |
|
2.3 抗干扰技术在本系统中的应用 |
30-32 |
|
2.3.1 复位电路中的抗干扰技术 |
30-31 |
|
2.3.2 去耦电路 |
31 |
|
2.3.3 滤波电路的设计 |
31-32 |
|
2.3.4 其它抗干扰技术 |
32 |
|
2.4 本章小结 |
32-33 |
|
第3章 系统软件平台的设计 |
33-61 |
|
3.1 软件设计思想 |
33 |
|
3.2 通讯系统的设计 |
33-42 |
|
3.2.1 实验系统的通讯协议 |
34-35 |
|
3.2.2 RS-232接口简要介绍 |
35-36 |
|
3.2.3 上位机通信程序模块设计 |
36-40 |
|
3.2.4 下位机串口程序设计 |
40-42 |
|
3.3 上位机软件的设计 |
42-50 |
|
3.3.1 面向对象的设计方法 |
42-43 |
|
3.3.2 模块化设计 |
43-46 |
|
3.3.3 上位机主程序的设计 |
46 |
|
3.3.4 频率特性实验的设计 |
46-50 |
|
3.4 下位机程序设计 |
50-60 |
|
3.4.1 实验系统中断的应用 |
51-53 |
|
3.4.2 实验系统定时器的设计 |
53-56 |
|
3.4.3 下位机主程序的设计 |
56-57 |
|
3.4.4 频率特性实验子程序的设计 |
57-60 |
|
3.5 本章小结 |
60-61 |
|
第4章 实验系统运行实例及结果分析 |
61-71 |
|
4.1 系统软件功能说明 |
61-63 |
|
4.2 实验举例 |
63-67 |
|
4.2.1 二阶系统阶跃响应 |
63-65 |
|
4.2.2 系统频率特性测量 |
65-67 |
|
4.3 实验结果误差分析 |
67-70 |
|
4.3.1 输入正弦波频率误差 |
68-69 |
|
4.3.2 输入正弦波相角误差 |
69 |
|
4.3.3 A／D转换器和D／A转换器的误差 |
69-70 |
|
4.3.4 高频干扰误差 |
70 |
|
4.3.5 串口通信的误差 |
70 |
|
4.4 本章小结 |
70-71 |
|
第5章 总结与建议 |
71-73 |
|
5.1 论文总结 |
71-72 |
|
5.2 对系统改进的建议 |
72-73 |
|
参考文献 |
73-77 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
77-78 |
|
致谢 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387220 |
