孙崎岖，孙丽宏，李 梅

(中国计量学院机电工程学院，浙江 杭州 310018)

高校许多专业都开设有“计算机控制”课程，该课程理论性较强，学习起来抽象难懂，所以有必要开设相关的实践环节，强化理论学习。

本文介绍了一项简单的“计算机控制”的课程设计，主要是基于数据采集卡实现对一个二阶系统的计算机控制。通过该课程设计，可以锻炼学生综合运用所学知识解决问题和分析问题的能力，深化计算机控制的理论和实践学习。

1 计算机控制系统的构成

典型的计算机控制系统框图如图1所示，数字控制器是计算机控制系统的核心部分。计算机控制算法根据系统的误差，求出控制量u*(t)，使系统沿着误差减小的方向运动。

本课程设计的主要内容就是设计一个典型的计算机控制系统，重点在于数字控制器的设计;除此之外还要进行硬件设计及数字控制器的软件实现。

图1 计算机控制系统

2 设计任务

为了便于管理，我们将学生分组，每组7～8人，每组题目略有差别，采用如下几种设计任务。

(1)利用运算放大器设计一个二阶控制对象的模拟控制电路系统，该系统是一个二阶闭环系统，并能提供5V阶跃输入信号。控制对象的传递函数如表1所示。

表1 模拟控制对象的传递函数

(2)根据指定的被控对象，利用计算机、数据采集卡和模拟控制对象电路组成一个计算机控制系统。利用Protel绘制系统的原理图和PCB板图;制作电路板并焊接元件实现硬件电路［1］。

(3)设计一个最少拍数字控制器;用Visual Basic编制程序实现最少拍控制算法;调试系统后观察并记录最少拍控制系统的阶跃响应曲线。……