1、刘雨棣,控制类竞赛试题分析 （高职高专）,西安航空学院,2015-04-19,主要内容,程序控制类题目的内容拓展 2. 算法的适当选择与实际应用,高职高专组电子设计竞赛试题归纳：,控制类,放大器类,数据采集类,电源类,信号源类,仪器仪表类,无线电类,2007 J,2009 I,2011 F,模拟路灯控制系统,帆板控制系统,电动车跷跷板,简易风洞及控制系统,1.程序控制系统 2.定值控制系统,程序控制,定值控制,定值控制,控制形式,自动控制类典型题目,电子线路类典型题目,带啸叫检测与抑制的音频功率放大器,低频功率放大器 任务：设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体
2、管。,直流稳压电源及漏电保护装置,简易照明线路探测仪,波形采集、存储与回放系统,2014 TI D,2013 K,2013 L,2009 G,2011 H,自动控制类典型题目分析,程序控制：模拟路灯控制系统(I题),基本要求 -（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 说明 - 5. 基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S等点）垂线间的距离，要求该距离2cm。,图2 路灯布
3、置示意图（单位：cm）,摘自基于AT89S52单片机的模拟路灯控制系统,顺序控制时序表,任意位移方向检测,任意位置方向检测,跳变检测,顺序控制流程图,实践教学课题（课程设计或毕业设计题目）,题目要求- 基本要求 -（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 说明 - 5. 基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S等点）垂线间的距离，要求该距离2cm。,负面清单（Negative
4、 List）,1. 潜质可以无限挖掘。2. 精品需要不断完善。,顺序控制总结,列出输入/输出(I/O)端口,1,设计基本顺序控制时序表,2,特殊状态处理（正序倒序）,3,画出程序流程图,4,代表机种：YS-80系列的SLPC (Single Loop Programmable Controller),SLPC型可编程序控制器的电路,顺序控制电路图（简化）,ZEN Programmable Relay,简易顺序控制电路板,DDZ型调节器,恒流源电路,模拟路灯控制系统(I题)实测重点问题-恒流源电路,分析计算-条件：,，,VB 分为2项,合并,开路,V+V,取,实际考虑,解出,另有,两式联立,因为
5、,有,虚短,自衡特性-扰动作用破坏工况后，在无人员或调节器干预下能够自动恢复平衡。,自衡标志-能否对破坏工况的扰动施加反作用。,analyze,自动控制系统的对象特性分析,结论,电动车跷跷板无自衡,帆板控制系统有自衡。,定值控制：帆板控制系统、电动车跷跷板,大部分实际系统都是开环稳定,用高精度角度传感器测量偏 离角度，转换为线性电压输出值； 题目要求摆动幅度在正负4内，对应输出电压为2. 45 2. 55伏； 分压电路和电压比 较器产生单片机检测信号，根据信号控制小车。,自动控制算法-最简单的形式-位式控制,双限比较器（窗口比较器）,上限,下限,PIC16F877+L298电机驱动电路 RC1
6、输入PWM信号控制电机速度； RC6、 RC7控制电机的正反转。,执行机构的驱动,自动控制算法-PID调节的应用,帆板题,两位式，但误差区域过窄,跷跷板题,PID调节器的离散化表示法：,位置式PID算式,增量式PID算式,偏差信号x (t)的采样序列 （采样间隔足够小，可认为连续）,自动控制算法分析,衰减曲线法 条件：假定要求衰减率 （衰减比1/4），积分时间调至最大，微分时间调至最小，调节器改为比例作用。 操作：放在某一比例度，适当改变给定值，观察衰减比至1/4（达不到时，再适当 改变比例度）。记下比例度Ps及振荡周期Ts，然后查表求得整定参数,自动控制系统参数选择,比例承担主要的控制，积分消除余差，微分解决反应迟缓。,给定大于反馈,现场应用实例-PI,现场应用实例-PI改进,MATLAB参数选择验证,-比例系数；,-积分系数；,-微分系数；,-积分时间常数；,-微分时间常数；,定值控制总结,保证系统稳定可调,1,减小系统静态误差,2,适当缩短调节时间,3,谢谢各位 !,
