導語：P/T數字轉臺計算機控制課程設計一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

計算機控制技術是自動化專業的必修課。該課程是在自動化技術、計算機技術、控制技術，通信技術和網絡技術及管理信息系統的基礎上發展和建立起來的，它是實現綜合自動化的核心技術，是一門綜合性和實踐性較強的課程［1－2］。

目前計算機控制技術課程設計多數是以圍繞單片機或8088微處理器為控制核心的實驗平臺開展的，還有部分設計是要求運用仿真軟件驗證控制算法的正確性。上述要求很可能導致學生所掌握的知識與工廠實際設備脫節。由于學生對計算機控制相關硬件設備沒有感性認識，所以導致學生經過學習，還是對計算機控制技術的內容不能合理、科學、自如地運用。利用P／T數字轉臺作為課程設計的平臺，首先，可以使學生對計算機控制技術有最初的感性認識，其次，由于該設備采用的是工業級運動控制板卡，學生在熟悉相關資料的基礎上能夠進一步理解計算機控制系統的構成原理及計算機控制應用程序的設計，達到將綜合專業基礎知識與工程實際有機結合，從而培養學生的工程實踐能力。通過資料搜集、方案分析、系統設計與報告撰寫的整個過程，學生可以得到科學研究工作的初步訓練。

1P／T數字轉臺實驗系統介紹

1．1轉臺電機控制系統

轉臺電機控制系統主要由運動控制器、具有PCI插槽的PC機、具有增量式編碼器的伺服電機、伺服電機驅動器、驅動器電源、原點開關和正／負限位開關等6個部分組成控制伺服電機時，控制器輸出＋／－10V數字電壓控制信號。采用GT系列運動控制器組成的控制系統典型連接如圖1所示。

1．2運動控制器

固高公司生產的GT系列運動控制器，可以同步控制4個運動軸，實現多軸協調運動。其核心由AD－SP2181數字信號處理器和FPGA組成，可以實現高性能的控制計算。它適用于廣泛的應用領域，包括機器人、數控機床、木工機械、印刷機械、裝配生產線、電子加工設備、激光加工設備等。GT系列運動控制器以IBM－PC及其兼容機為主機，提供標準的PCI總線產品。運動控制器提供C語言函數庫和Windows動態連接庫，實現復雜的控制功能。用戶能夠將這些控制函數與自己控制系統所需的數據處理、界面顯示、用戶接口等應用程序模塊集成在一起，建造符合特定應用要求的控制系統，以適應各種應用領域的要求。

1．3視頻采集

除運動控制以外，P／T數字轉臺還配備了Matrox的圖像采集卡和攝像頭，圖像采集卡具有16MB內存，支持模擬視頻的實時捕捉或JPEG2000壓縮／解壓縮功能。

2P／T數字轉臺實驗系統可實現的內容

2．1轉臺控制

此部分主要是對轉臺軸電機的轉動控制，在對轉臺控制編程時首先對控制卡進行初始化，在初始化過程中完成中斷屏蔽字、限位開關有效狀態、伺服濾波器零點偏移值、運動模式等設置。設定選定軸為當前軸，設置運動模式、速度參數、加速度參數，然后刷新當前參數，當速度參數發生變化時轉臺開始動作。

2．2圖像獲取及處理

視頻采集部分是以固高科技公司隨轉臺提供的Matrox采集卡、攝像頭為平臺，通過編寫高級語言程序可以實現以下功能：將攝像頭捕獲的圖像顯示出來、對圖像進行處理、利用處理后圖像像素的不同查找到目標物體、求出目標物體的質心坐標［3－6］。當目標物體移動時，控制轉臺跟隨其轉動。

3題目的設計

根據實驗平臺的特點，課程設計的內容與轉臺的控制、視頻圖像的采集和圖像處理相關。為學生提供的參考資料包括固高運動控制卡使用手冊、編程手冊、圖像采集卡使用手冊以及相關函數庫，要求學生采用C＋＋或其他高級語言編制程序。可以根據學生的個體差異，設計難易程度不同的題目。“C語言程序設計”在工科院校作為必修課開設，有了這個基礎，學生再學習C＋＋或其他的高級語言就能很快掌握。根據課程設計要求，教師可以有針對性地對圖像處理和工業控制板卡方面的編程方法進行專門的輔導，要求學生查閱相關的書籍和材料。學生在教師的指導下掌握高級語言的基本知識和操作，學會對界面和圖像編程，并學會程序的編譯、調試和執行。“團隊協作”也是新時期對科技人才素質的要求。由于課程設計一般在2周之內完成，為了培養學生的團隊協作能力，可以將3人分為一個小組，然后出一些較為復雜的題目，每個學生可以根據自己的興趣選擇同一題目下的不同內容。組員間進行分工協作，共享知識信息，共同商討、論證問題的解決方案，通過相互配合、互相幫助，達到互相促進、共同提高的目的［7－10］。例如“目標跟蹤系統設計”，要求學生采用C＋＋或其他高級語言編制程序，實現視頻圖像的采集、圖像的簡單處理、控制轉臺跟蹤預先確定的目標。具體內容可以分為3個部分：第一部分要求完成界面的設計，要求界面友好、操作簡單，達到工業控制軟件的基本要求；第二部分要求完成圖像處理功能，要求從采集的視頻圖像中能分離出預先確定的目標；第三部分要求完成轉臺的運動控制，要求加入控制算法和電機加減速控制。3部分由3個學生完成，最后通過聯調實現目標跟蹤的功能。

4結束語

在整個課程設計過程中，讓學生通過了解工業控制板卡和圖像采集板卡而激發了他們的學習興趣，對工業控制的方法和實際應用有了一定了解。在強調基礎理論學習的同時也提高了學生的工程意識和團隊協作能力，為以后的工作和進一步的科研打下了良好的基礎，從而取得了良好的教學效果。