基于数据采集卡的计算机网络电机转速最小拍控制系统——客户端开题报告

1. 研究目的与意义

现代计算机技术、网络通讯技术和自动控制理论技术的蓬勃发展，使人类社会进入了信息化时代，使得工业自动化领域与其他科学领域一样，得到了蓬勃发展。目前，几乎所有的工业自动化系统都是计算机控制。但是，单机自动化已不能满足现代生产需求，计算机网络的发展推进了自动化领域的开放系统互联通信网络的应用，从而形成了控制的多元化和系统结构的分散化。

我们可以方便地利用计算机作为控制器来实现系统的控制，而在实际设计中我们往往是从被控制对象的特征出发来设计数字控制器，即采用直接设计法。最优控制的最小拍控制技术的应用可以使直流电机在最短的周期里让转速稳定在预设的转速值上。采用这种技术设计的基于数据采集卡的计算机网络直流电机转速最小拍控制系统，可以应用与现代电机控制的实际工作中。

2. 课题关键问题和重难点

(1)熟悉数据采集卡的认识以及使用方法。

(2)pid控制器的设计和确定pid的各项参数，如何利用数学方法将实际问题用数学的方式表达，建立起数学模型。

(3)数字控制器的离散化设计：根据不同的输入信号和要求，设计不同的控制器，考虑到最少拍系统的局限性和限制条件，还有产生纹波的原因，应该使用什么方法来消除纹波。

3. 国内外研究现状（文献综述）

《计算机控制技术[m]》作者：王勤. 本书详细介绍了常规和现代计算机控制技术的基本原理、计算机控制系统的设计和实现。本书分别介绍计算机控制系统概述；数字pid控制及其工程实现；按模拟系统设计方法、离散设计方法、状态窨设计方法设计计算机控制系统；模糊控制；计算机控制系统应用实例及发展趋势。本书详细介绍了常规和现代计算机控制技术的基本原理、计算机控制系统的设计和实现。本书分别介绍计算机系统概述；数字pid控制及其工程实现；控模拟系统设计方法、离散设计方法、状态空间设计方法设计计算机控制系统；模糊控制；计算机控制系统应用发展趋势。

《计算机控制系统[m]》作者：何克忠，李伟. 本书阐述了计算机控制的基本概念；较全面、较系统地介绍了计算机控制系统的几种基本分析方法和具有实用价值的设计和实现，并提出了改进措施；介绍了一些新型的控制手段、方法及其应用；并介绍了有发展前途的集散型控制系统；形成了一套较完整、较充实、较实用的计算机控制系统。

《计算机网络[m]》作者：吴国新，吉逸。计算机网络是以共享资源（硬件、软件和数据等）为目的而连接起来的、在协议控制下，由一台或多台计算机系统、若干台终端设备、数据传输设备等组成的系统的集合。网络的主要功能是实现资源的共享和数据的传输，而用户本身无需考虑自己以及所用资源在网络中的位置。

4. 研究方案

设计对象是直流伺服电机实验台，设计一个计算机控制的直流伺服电机控制系统。由测量元件(数据采集卡)对被控制对象(电机)的被控参数(位移)进行测量，由变换发送单元(a/d转换器)将被控参数变成一定形式的信号 ，送给控制器，数字控制器将数据进行连续化，采用pid控制.经过最少拍数达到无静差率的稳态。

客户端控制要求：

5. 工作计划

第1周 文献阅读，资料翻译，工具学习使用；

第2周 需求分析,方案初步设计开题报告；

第3周 设计总体方案，写出开题报告完成开题；