基于数据采集卡的计算机网络电机转速最小拍控制系统——控制端开题报告

1. 研究目的与意义

计算机控制技术已广泛应用与现代工业领域的各个方面，其中有关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。本课题要求同学首先研究熟悉网络编程的使用方法，建立网络直流电机控制的数学模型，了解直流电机转速控制的最小拍控制算法。在此基础上编制控制端软件程序，与客户端的同学配合，完成系统设计。

意义:在直流电机转速最小拍控制系统控制端，按照要求设计的数据控制器能使闭环系统在典型输入作用下，经过最少拍数（最少个采样周期）达到无静差的稳态。对于客户端，可以在最短的调节时间内，系统的输出值尽快地跟踪给定值的变化。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

本课题要求同学首先研究熟悉网络编程的使用方法，建立网络直流电机控制的数学模型，了解直流电机转速控制的最小拍控制算法。在此基础上编制控制端软件程序，与客户端的同学配合，完成系统设计。

本课题需要计算机两台，数据采集卡一块，网线若干，直流电机实验装置一台。软件：windows xp 操作系统，visual c 6.0 程序设计语言。要求同学熟练掌握c语言的网络编程技巧，学会网络调试的方法。把学过的计算机网络技术课程和计算机控制技术课程的知识熟练的应用到实际中来。

3. 国内外研究现状（文献综述）

[1] 王勤. 《计算机控制技术》[m]. 南京：东南大学出版社，2003.

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。本书共分9章，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。

[2] 何克忠，李伟. 《计算机控制系统》[m]. 北京：清华大学出版社，1998.

4. 研究方案

在数字随动控制系统中，要求系统的输出值尽快地跟踪给定值的变化，最小拍控制就是满足这一要求的一种设计方法。最小拍控制系统的性能指标是调节时间最短（或尽可能得短），要求闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期达到无静差的稳态。由偏差表达式e(z)可得，要实现无静差、最少拍，偏差应在最短时间内趋近于零。其中，n是可能情况下的最小正整数，这一形式表明，偏差在n个采样周期后变成零，从而意味着系统在n拍之内达到稳定。

最小拍控制器有其局限性：

1.最小拍控制器对典型输入的适应性差，其是针对某一典型输入设计的，对于其他典型输入则不一定为最少拍，甚至引起大的超调和静差。

5. 工作计划

第一周 文献阅读，资料翻译，工具学习使用。

第二周 需求分析,方案初步设计开题报告。

第三周 设计总体方案，写出开题报告完成开题。