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自动化专业综合课程设计

班 级：指导教师：学 期：

任 务 书

自动化131 洪露 2016－2017－1 自动化系 2016年12月

一、课程设计目的

自动化综合设计是学生必修的实践环节之一，应使学生较系统的完成自动化系统设计，从选题、方案论证、设计与实现、系统测试、总结报告等基本过程，加深对自动控原理、过程控制、运动控制、测试技术与自动化仪表等相关课程理论知识的分析理解。通过实践引导学生把原理分析与工程设计结合，掌握自动控制系统设计的基本方法和一般规则，提高综合应用能力，培养学生的创新思维和实践能力，为毕业设计打下坚固的基础。

1、培养独立完成一个课题或实际问题的能力 2、培养查阅资料文献手册的能力

3、熟悉元器件类型，掌握合理选取元件的规则 4、锻炼撰写论文和设计报告的能力

5、培养科学的工作作风和严谨务实的态度

二、设计内容

本设计的主要内容包括：自主选题、理论设计、调试与仿真、撰写设计报告并答辩等。

自主选题。每个题目学生不超过3人，鼓励学生单独完成。

理论设计包括方案选择、系统设计等。通过调试与仿真，进一步完善设计，使之达到课程设计要求，使其更接近于实际产品。

撰写设计总结报告，把理论设计内容，调试过程进行全面总结。小组成员既要分工，又要协作，同一小组成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验，但每个学生必须独立完成设计报告，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。

最后，通过答辩过程展现课程设计所做的工作。

三、设计组织方式

课程设计过程采用相对集中方式，以分组为单位集中到实验室进行。配备计算机、相关软件及电子元器件等器材设备。实验室提供常见元器件及设备，其他所需器件应提前通知实验室采购或自行购买。

在课程设计过程中，实训教学课堂化，严格考勤制度，在课程设计期间累计旷课达到10学时，取消考核资格。需要外出查找资料，购买电子元件时，必须向指导老师请假，经同意后方可外出。

四、 设计题目

1. 双闭环直流电机调速系统电流环模拟PI调节器

? 电机对象参数测量；

? 电流环、转速环PI参数设计；

? 以运算放大器为核心器件设计并实现电流比较器及PI运算硬件电路。 2. 双闭环直流电机调速转速环数字PID调节器

? 电机对象参数测量；

? 电流环、转速环PI参数设计；

? 以A/D转换器和单片机为核心器件设计并实现转速信号采集和数字PI运

算。

3. 风机远程报警控制系统设计

? 对远程风机的运转状态进行监控报警控制； ? 设计远程数据无线传输的方案；

? 进行系统设计，收集相关的试验数据。 4. 三相异步电机变频调速实验

? 以三相异步电机为研究对象，研究空间矢量PWM产生原理； ? 测取空间矢量PWM波形；

? 进行开环控制实验，收集相关的实验数据。 5. 方波频率偏移控制

? 产生方波信号；

? 完成电路并搜集实验数据；

? 进行开环控制实验，收集相关的实验数据。 6. 三自由度步进电机逻辑电路控制器

? 利用逻辑电路器件设计步进电机控制器； ? 能对步进电机进行分档调速； ? 能实现步进电机的换向控制。 7. 供水水塔水位控制系统

? 利用常规继电器设计水塔供水系统的控制系统； ? 设置上下控制水位；

? 系统能发出水泵驱动电机电源的开关信号。 8. 锅炉汽包水位调节系统PID参数整定

? 以KPS2000软件为模拟锅炉运行平台，设计锅炉汽包水位控制系统方案； ? 按工程整定方法将控制系统投入运行状态；

? 进行PID参数整定，采用蒸汽负荷以阶跃变化形式施加干扰。整定目标：

水位在干扰扰动情况下的暂态过程为4：1衰减过程。

9. 热电偶冷端自动补偿温度计

? 选择一常温热电偶，对其作简单的标定； ? 利用热电阻设计一自动冷端补偿电路； ? 系统工作满足温度计一般要求。

10. 气动磨头转速报警控制装置设计（可选择数字逻辑电路方案也可采用单片机）

? 设计一气动磨头转速测量装置，要求设置气动磨头的高、低报警转速，并

发出相应信号；

? 依据报警信号，控制调整电机的转向；

? 系统满足控制气动磨头的转速工作在要求的速度范围之内。 11. 电子秤

? 利用称重传感器设计测量电路，设计应变片检测电路中的相敏检波器、变

换电桥；

? 对电子称进行标定；

? 系统工作满足电子秤一般要求。 12. 光电式速度计

? 利用光电式传感器设计速度计量系统； ? 具有计数功能；

? 系统工作满足速度计一般要求。