1、自動化專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書班級：自動化131指導(dǎo)教師：洪露學(xué)期：201620171自動化系2016年12月一、課程設(shè)計(jì)目的自動化綜合設(shè)計(jì)是學(xué)生必修的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，應(yīng)使學(xué)生較系統(tǒng)的完成自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從選題、方案論證、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)測試、總結(jié)報(bào)告等基本過程，加深對自動控原理、過程控制、運(yùn)動控制、測試技術(shù)與自動化儀表等相關(guān)課程理論知識的分析理解。通過實(shí)踐引導(dǎo)學(xué)生把原理分析與工程設(shè)計(jì)結(jié)合，掌握自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和一般規(guī)則，提高綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)。1、培養(yǎng)獨(dú)立完成一個(gè)課題或?qū)嶋H問題的能力2、培養(yǎng)查閱資料文獻(xiàn)手冊的能力3、熟悉元器件類型，掌握

2、合理選取元件的規(guī)則4、鍛煉撰寫論文和設(shè)計(jì)報(bào)告的能力5、培養(yǎng)科學(xué)的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的態(tài)度二、設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：自主選題、理論設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告并答辯等。自主選題。每個(gè)題目學(xué)生不超過3人，鼓勵(lì)學(xué)生單獨(dú)完成。理論設(shè)計(jì)包括方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。通過調(diào)試與仿真，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)，使之達(dá)到課程設(shè)計(jì)要求，使其更接近于實(shí)際產(chǎn)品。撰寫設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，把理論設(shè)計(jì)內(nèi)容，調(diào)試過程進(jìn)行全面總結(jié)。小組成員既要分工，又要協(xié)作，同一小組成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)，但每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成設(shè)計(jì)報(bào)告，要有完整的設(shè)計(jì)資料，獨(dú)立撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告雷同率超過50%的課程設(shè)

3、計(jì)考核按不及格處理。最后，通過答辯過程展現(xiàn)課程設(shè)計(jì)所做的工作。三、設(shè)計(jì)組織方式課程設(shè)計(jì)過程采用相對集中方式，以分組為單位集中到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。配備計(jì)算機(jī)、相關(guān)軟件及電子元器件等器材設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室提供常見元器件及設(shè)備，其他所需器件應(yīng)提前通知實(shí)驗(yàn)室采購或自行購買。在課程設(shè)計(jì)過程中，實(shí)訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在課程設(shè)計(jì)期間累計(jì)曠課達(dá)到10學(xué)時(shí)，取消考核資格。需要外出查找資料，購買電子元件時(shí)，必須向指導(dǎo)老師請假，經(jīng)同意后方可外出。四、設(shè)計(jì)題目1. 雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電流環(huán)模擬PI調(diào)節(jié)器電機(jī)對象參數(shù)測量；電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)PI參數(shù)設(shè)計(jì)；以運(yùn)算放大器為核心器件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電流比較器及PI運(yùn)算硬件電路。2. 雙

4、閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速轉(zhuǎn)速環(huán)數(shù)字PID調(diào)節(jié)器電機(jī)對象參數(shù)測量；電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)PI參數(shù)設(shè)計(jì)；以A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)為核心器件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號采集和數(shù)字PI運(yùn)3. 風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)對遠(yuǎn)程風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警控制；設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)姆桨?；進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，收集相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。4. 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)以三相異步電機(jī)為研究對象，研究空間矢量PWMF生原理；測取空間矢量PW瞰形；進(jìn)行開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)，收集相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。5. 方波頻率偏移控制產(chǎn)生方波信號；完成電路并搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；進(jìn)行開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)，收集相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。6. 三自由度步進(jìn)電機(jī)邏輯電路控制器利用邏輯電路器件設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制器；能對步

5、進(jìn)電機(jī)進(jìn)行分檔調(diào)速；能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的換向控制。7. 供水水塔水位控制系統(tǒng)利用常規(guī)繼電器設(shè)計(jì)水塔供水系統(tǒng)的控制系統(tǒng)；設(shè)置上下控制水位；系統(tǒng)能發(fā)出水泵驅(qū)動電機(jī)電源的開關(guān)信號。8. 鍋爐汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)PID參數(shù)整定以KPS200瞅件為模擬鍋爐運(yùn)行平臺，設(shè)計(jì)鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)方案；按工程整定方法將控制系統(tǒng)投入運(yùn)行狀態(tài)；進(jìn)行PID參數(shù)整定，采用蒸汽負(fù)荷以階躍變化形式施加干擾。整定目標(biāo)：水位在干擾擾動情況下的暫態(tài)過程為4：1衰減過程。9. 熱電偶冷端自動補(bǔ)償溫度計(jì)選擇一常溫?zé)犭娕迹瑢ζ渥骱唵蔚臉?biāo)定；利用熱電阻設(shè)計(jì)一自動冷端補(bǔ)償電路；系統(tǒng)工作滿足溫度計(jì)一般要求。10. 氣動磨頭轉(zhuǎn)速報(bào)警控制裝置設(shè)計(jì)（可選

6、擇數(shù)字邏輯電路方案也可采用單片機(jī)）設(shè)計(jì)一氣動磨頭轉(zhuǎn)速測量裝置，要求設(shè)置氣動磨頭的高、低報(bào)警轉(zhuǎn)速，并發(fā)出相應(yīng)信號；依據(jù)報(bào)警信號，控制調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向；系統(tǒng)滿足控制氣動磨頭的轉(zhuǎn)速工作在要求的速度范圍之內(nèi)。11. 電子秤利用稱重傳感器設(shè)計(jì)測量電路，設(shè)計(jì)應(yīng)變片檢測電路中的相敏檢波器、變換電橋；對電子稱進(jìn)行標(biāo)定；系統(tǒng)工作滿足電子秤一般要求。12. 光電式速度計(jì)利用光電式傳感器設(shè)計(jì)速度計(jì)量系統(tǒng)；具有計(jì)數(shù)功能；系統(tǒng)工作滿足速度計(jì)一般要求。13. 磁電式速度計(jì)利用磁電式傳感器設(shè)計(jì)速度測量系統(tǒng)；具有計(jì)數(shù)功能；系統(tǒng)工作滿足速度計(jì)一般要求。14. 電容數(shù)字測量儀設(shè)計(jì)電容數(shù)字測量儀電路，測量并顯示電容大小測量電容范圍為

7、100pF1F系統(tǒng)工作滿足電容測量一般要求。15. 數(shù)控直流電源設(shè)計(jì)輸出電壓：范圍0+9.9V,步進(jìn)0.1V,紋波不大于10mV輸出電流500mA輸出電壓值由數(shù)碼管顯示由“"、“一"兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減16. 基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)八路模擬信號自動采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；以單片機(jī)作為下位機(jī)，能夠完成模擬電壓信號采集和A/D轉(zhuǎn)換，用三位數(shù)碼管進(jìn)行顯示，要求對通道號和測量值進(jìn)行顯示。17. 小型機(jī)器人關(guān)節(jié)角控制研究關(guān)節(jié)控制原理；設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)控制方案；完成硬件電路并搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。18. 小型機(jī)器人腳底力采集裝置研究腳底力采集裝置的工作原理；測取腳底受力信號波形；完成硬件電路

8、并收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。19. 三相異步電機(jī)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)以三相異步電機(jī)為研究對象，研究空間矢量PWMF生原理；測取空間矢量PW瞰形；進(jìn)行開環(huán)控制實(shí)驗(yàn)，收集相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。20. 截止頻率可選的抗混濾波器的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)抗混濾波器的有關(guān)知識和技術(shù)；設(shè)計(jì)一套抗混濾波器系統(tǒng)方案；完成系統(tǒng)實(shí)施硬件電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試。21. 加熱爐爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)加熱爐爐溫測量系統(tǒng)方案；設(shè)計(jì)爐溫控制系統(tǒng)方案；完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試。22. 智能定時(shí)搶答器設(shè)計(jì)幾個(gè)選手，誰先按下自己手中的按鈕，LED顯示器SM就會顯示相對應(yīng)的選手號碼。聲控切換按鈕和啟動搶答開始按鈕具有互鎖功能，當(dāng)聲控切換按鈕開啟之后，開始按鈕于無效狀態(tài)，防止主持人在沒說

9、“開始”之前就誤按了啟動搶答按鈕。搶答器可以進(jìn)行20秒倒計(jì)時(shí)，選手必須在20秒之內(nèi)進(jìn)行搶答，幾個(gè)選手，誰先按下自己手中的按鈕，LED顯示器SM就會顯示相對應(yīng)的選手號碼，如果20秒還沒有人搶答，那么搶答器自鎖，本次搶答無效，按下復(fù)位按鈕后可繼續(xù)搶答。23. 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)；可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。24. 超聲波測距儀以超聲波器件設(shè)計(jì)一超聲波輻射強(qiáng)度測量電路；標(biāo)定超聲波輻射和距離關(guān)系；系統(tǒng)工作滿足一般測距要求。25. 雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析并建立雙容水箱動態(tài)數(shù)學(xué)模型；在實(shí)際控制系統(tǒng)中驗(yàn)證并分析。五

10、、硬軟件設(shè)計(jì)要求硬件設(shè)計(jì)的要求：（ 1）確定元器件的型號及參數(shù)。（ 2）畫出硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖。（3）畫出各部分電路的原理圖，并說明各部分電路的工作原理設(shè)計(jì)依據(jù)；畫出完整的原理圖。（ 4）列出元器件清單。軟件設(shè)計(jì)的要求：（ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，軟件設(shè)計(jì)首先應(yīng)對系統(tǒng)資源進(jìn)行進(jìn)行分配和說明。為了增加程序的可讀性，理清程序的編寫思路，建議程序采用模塊化結(jié)構(gòu)。（ 2）畫出整個(gè)控制系統(tǒng)的程序流程圖。（ 3）畫出各功能部分的程序流程圖，并能夠編寫相應(yīng)的原程序。六、進(jìn)度安排自動化綜合課程設(shè)計(jì)共安排3周，合計(jì)120學(xué)時(shí)，具體分配如下：實(shí)習(xí)動員及準(zhǔn)備工作：2學(xué)時(shí)總體方案設(shè)計(jì)：15學(xué)時(shí)硬件設(shè)計(jì)：25學(xué)時(shí)軟件設(shè)計(jì)：3

11、5學(xué)時(shí)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告：15學(xué)時(shí)答辯與總結(jié)：8學(xué)時(shí)教師輔導(dǎo)：20學(xué)時(shí)七、設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)完成后，必須撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)報(bào)告必須獨(dú)立完成，格式符合要求。圖形繪制規(guī)范報(bào)告書用A4紙書寫，不少于15頁，裝訂成冊。設(shè)計(jì)報(bào)告的格式如下：1、封面2、內(nèi)容提要（摘要）3、目錄4、正文（1） 所作題目的意義、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能；（2） 硬件電路設(shè)計(jì)及描述；1 ）確定元器件的型號及參數(shù)。2 ）畫出完整的原理圖。3 ）列出元器件清單。（3） 軟件設(shè)計(jì)流程及描述；5、心得體會（總結(jié)）6、參考文獻(xiàn)7、附錄（源程序代碼）8、有關(guān)圖紙八、考核方法自動化綜合課程設(shè)計(jì)的考核方式為考查，考核結(jié)果為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等，分?jǐn)?shù)在90-100之間為優(yōu)秀，80-89分之間為良