PID温度控制器作为一种重要的控制设备,在化工、食品等诸多工业生产过程中得到了广泛的应用.但是,一般的PID温度控制器,必须由工程人员根据经验,手动调节PID参数.这对于需要经常对PID参数进行调整的用户十分不方便,限制了控制器的应用.本课题的研究目的在于设计出一种能够自动整定PID参数、且控制精度高的PID温度控制器,以满足工业生产中对高性能温度控制器的需求.同时,本温度控制器要能够与PLC(可编程逻辑控制器)配合使用,由PLC来控制本控制器的工作.本文通过理论分析和编程仿真,设计出一种控制性能优良的PID参数自整定控制算法,并开发了控制器的硬件电路及控制程序.本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)采用理论分析与公式推导的方法,设计出了基于阶跃辨识、基于继电辨识和基于Fuzzy推理的三种切实可行的PID参数自整定方法.采用Matlab对这三种PID参数自整定方法进行了建模与仿真,选择了综合性能最好的一种方法应用于本温度控制器中,满足了产品的控制指标要求.(2)通过设计基于单片机的控制电路,实现了本系统的控制功能.(3)通过设计基于CPLD的通讯电路和通讯协议,实现了本温度控制器与PLC的通讯功能.(4)通过设计数据结构和算法,使温度控制器控制软件具有较高的运行效率.本文中通过理论分析与建模仿真设计出了PID参数自整定算法,为以后更高性能的此类算法的开发提供了一条可行的途径;温度控制器电路的设计和控制程序的开发,对其它同类产品的开发具有一定的参考价值.
上传时间： 2022-05-23
上传用户：得之我幸78
随着工业自动化水平的不断提高，工业控制网络所需负担的工作也日趋繁重，整个网络中传递信息的规模和复杂度也在不断增长，这给控制系统提出了更高的要求。伺服系统作为一种对控制精度、动态响应等性能指标要求很高的控制系统，也必须面对这些问题。本论文研究了将工业以太网技术应用于伺服系统的方法。通过将EtherCAT工业以太网协议与CANopen规范相结合，以TMS320F2812系列DSP为平台，设计并实现了伺服驱动器的工业以太网通信接口，组建了网络化的运动控制系统。通过分析EtherCAT与CANopen相关技术细节，阐述了将CANopen与EtherCAT相结合的关键点，给出了多种运动控制模式的设计方式，分析了软件设计和实现的具体方法和要点。本文按照分层和模块化的方式给出了通信接口的设计过程，按层次分为三个大的模块：EtherCAT通信模块、CoE通信模块与CANopen运动控制模块。对各个模块又根据功能分为多个子模块，其中EtherCAT 通信模块主要包括：EtherCAT状态机服务、邮箱服务和过程数据服务：CoE通信模块包括：服务数据对象（SDO）服务、过程数据对象（PDO）服务、对象字典服务；运动控制模块包括设备状态机服务和多种运动控制模式的实现模块。对每个模块本文都给出了具体的设计与实现过程。本文实现了四种运动控制模式下的实际控制结果，包括周期同步的位置与速度模式以及位置与速度轨迹规划模式。实验结果表明，系统能够满足高速度、高精度、高可靠性和同步协调的控制要求。最后对所做工作进行了总结与展望。
上传时间： 2022-05-27
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一、 实验目的使用 51单片机的八位数码管顺序显示自己的学号。掌握 C 语言、汇编语言两种编程单片机控制程序的方法。掌握使用 Keil 4 或 Keil 5 软件编写、编译、调试程序的方法。掌握使用 Proteus 软件绘制电路原理图、硬件仿真和程序调试。二、实验设备笔记本电脑51 单片机（普中科技）八位数码管（单片机上已集成）应用程序：Proteus 8.0、Keil uVision5、stc-isp-v6.88E三、实验原理（1）数码管数码管按段数可分为七段数码管和 8 段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点(DP)，这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容。按能显示多少个(8)，可分为 1 位、2位、3位、4位、5 位、6位、7 位等数码管。按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时将公共极 COM 接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极 COM 接到地线 GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。（2）51单片机单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器ROM、多种 I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。MSC-51 单片机指以 8051为核心的单片机，由美国的 Intel 公司在 1980 年推出，80C51 是 MCS-51系列中的一个典型品种；其它厂商以 8051为基核开发出的CMOS 工艺单片机产品统称为 80C51 系列。本实验中我使用普中科技的 51 单片机来点亮八位数码管并使其显示我的学号（20198043）。四、 实验 过程（1）熟悉数码管使用 Proteus 软件构建电路图，学会如何点亮数码管，熟悉如何使数码管显示不同的数字（0-9）。我们可以按照上面的原理图让对应的段导通，以显示数字。对于共阳数码管，若显示数字 0，可以让标号为 A，B，C，D，E，F 的段导通，标号为 G，H 的段不导通，然后将阳极通入高电压，即显示数字 0。代码举例如下：最后效果如下，成功点亮一个数码管。经过更多尝试和学习，学会使多位数码管显示多位数字。结果举例如下：（2）多位数码管显示学号为了显示我们学号，就不能只使用一位数码管，需要使用八位数码管，相较于单位数码管，多位数码管更加复杂，驱动函数有很大区别。多位数码管使用同一组段选，不同的位选，因此就不能够一对一地固定显示，这就需要动态扫描。动态扫描：利用人眼视觉暂留，多位数码管每次只显示一位数字，但是切换频率大于 200HZ（50 × 4），这样就能让人产生同时显示多个数字的错觉。具体操作是轮流向数码管送字形码和相应的位选。一个完整的驱动程序不只以上这些，一个完整的数码管驱动有 6部分：1. 码表（ROM）：存储段码（一般放在 ROM中，节省 RAM空间），例如数字 0的段码就是 0xC0，码表则包含 0-9的段码2. 显存（RAM）：保存要显示的数字，取连续地址（便于查表）3. 段选赋值：通过查表（码表）操作，将显存映射到段码4. 位选切换：切换显示的位置5. 延时：显示的数字短暂保持，提升亮度6. 消影：消除切换时不同位置互相影响而产生的残影
上传时间： 2022-06-08
上传用户：canderile
针对目前我国已经存在的温室控制系统成本高、网络化不足以及测量环境因子单一等问题，文中开发了一套基于STM32的温室远程控制系统。该系统通过利用STM32单片机作为温室内的控制器以及MFC编写的控制软件实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度多个环境因子的远程监测和控制。 系统的硬件电路设计包括STM32控制器、数据采集模块、设备控制模块、网络接口模块、实时显示模块以及数据存储模块等。其中数据采集模块采用DHT11、MG811以及BH1750传感器进行环境因子的测量，设备控制模块通过控制继电器通断来控制温室内的加热系统和光照系统等执行设备，STM32通过ENC28J60接入网络实现远程控制，显示模块实现各个环境因子的实时显示，数据存储模块采用外接SD卡的方式进行数据的存储。在STM32的程序设计中采用了库函数的开发方式设计了测量程序、显示程序以及控制程序。通过在STM32中移植μC/OS-Ⅱ操作系统实现多任务的运行，移植LwIP协议使STM32可以接入网络，实现控制的网络化。在VC6.0平台下利用MFC设计了控制软件，控制软件和STM32之间通过TCP/IP协议进行数据和命令的传输。控制软件的主要功能是对温室内的多个环境因子进行远程监测和对执行设备进行远程控制。在控制软件设计中，采用面向对象的方法将相关的操作函数封装到类中，便于对系统进行升级，采用多线程的方法解决了多个任务同时运行的状况。将控制过程中产生的数据保存到数据库中，可以对系统运行产生的数据进行分析和利用。 为了对系统进行测试，在文中搭建了一个小型的温室并将控制器安装在温室内。经过测试，文中设计的温室控制系统可以实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度的远程实时监测，数据每秒更新一次。当上述的环境因子超过控制软件上设置的上下限范围时，系统会报警，此时可以在控制软件上控制执行设备的通断来调节该因子使其到达设置的范围内。
上传时间： 2022-06-09
上传用户：qingfengchizhu
本文所研究的课题为电磁感应加热控制系统的设计与实现。文章介绍了电磁感应加热的工作原理，系统预设功能要求及具体实现方案，分析了系统硬件电路和控制软件设计的整个过程，最终研制出一款功能完备、人机交互友好、工作稳定、性能优良的电磁感应加热系统。 该系统硬件电路部分主要包括主工作电路，IGBT驱动电路，同步电路和功率整定电路，锅具检测电路，电源电路，各种保护电路及主控制电路。保护电路具体包括上电延时保护IGBT，整流桥输出过压保护，IGBT集电极过压保护，市电过压、欠压保护，负荷电流过大保护，IGBT过温保护，锅底过温保护。主控制电路采用三星单片机作为主控芯片，通过调节PWM信号占空比控制输出功率。系统主要实现了功率控制、定时/预约、无锅检测、暂停、异常报警（无锅报警、市电过压/欠压报警、负荷电流过大报警、IGBT温度传感器失效报警、IGBT温度过高报警、锅底温度传感器失效报警、锅底温度过高报警）等功能，设置了6个按键可供用户操控，配置的液晶显示屏可以实时显示系统当前状态信息。 该系统控制软件设计部分，依据模块化程序设计思想，把系统预设功能需求划分为各个功能模块，然后分别设计了各功能模块的软件，最终完成了系统控制软件的设计。实现了系统的智能化，包括功率自动调节匹配，锅具自动检测，定时控制，预约时间到自动开机，异常自动保护报警，液晶屏实时显示系统状态信息。经过反复对系统软硬件联调，测试系统性能，结果表明本控制系统运行安全、稳定、可靠，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-09
上传用户：20125101110
超声波换能器由于负载的变化以及外界环境的变化等因素，导致超声波电源的输出频率与谐振频率不匹配，从而使清洗效果不佳。超声波电源是超声清洗机的核心部分，为实现其高效稳定的工作，需要对其工作频率进行自动跟踪控制。为此，本文设计了基于单片机PIC16F886为控制核心的超声波电源，其额定输出功率为600W，工作频率为20kHz，并实现了对频率的实时跟踪控制。主要研究内容如下： 首先，根据超声波电源的性能指标要求，设计了超声波电源主电路系统，主电路系统由整流滤波电路、逆变电路、匹配电路等单元组成，逆变电路采用全桥逆变拓扑结构，文中对主电路系统进行了详细分析与设计，并采用Multisim仿真软件对主电路系统各个部分进行仿真。 其次，设计了超声波电源频率跟踪的控制方案，该控制方案采用锁相环频率跟踪的控制思路并结合PID控制方法。为此设计了相应的控制软件，采用C语言编写主程序、A/D转换程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866单片机芯片为控制核心，设计了超声波电源控制系统，主要包括采样电路、驱动电路、单片机外围电路等，分析了其工作原理。并采用Proteus软件对控制系统进行仿真。仿真结果表明，所设计的超声波电源控制系统能实现频率自动跟踪，与超声波换能器相匹配，工作在谐振状态，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-11
上传用户：jason_vip1
【摘要】：基于传统的方法在很多特殊场合：如带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒等恶劣条件下，测量距离存在不可克服的缺陷，超声波测距能很好的解决此类的问题。本论文主要对单片机超声波测距系统的原理，单片机的应用等进行了分析：对超声波的发生电路和接收电路，DS18B320温度采集电路，LCD显示电路，硬件制作和软件设计；对系统进行误差分析。【关键词】：超声波测距，单片机，DS18B20温度补偿，LCD显示，软件设计，误差分析。嵌入式系统无疑是当前最热门、最具有发展前景的IT应用之一。嵌入式系统的应用可以使传统的电子系统升级成为智能化的电子产品，使其成为具有“生命”的现代化智能系统。嵌入式系统一般应用于对实时响应要求较高的设备中，单片机作为嵌入式系统的核心部件，其应用使电子系统的智能化出现了意想不到的效果，常常无需对硬件资源做任何改动，只需更新系统软件就能使系统功能升级。现代社会中嵌入式系统无处不在，早已被应用在国防、国民经济、以及人们日常生活的各个领域，主要可以归纳为以下几个方面。（1）军事装备：各种武器控制（火炮控制、弹道控制、炮弹引信等），坦克、舰船、轰炸等各种电子装备，雷达、电子对抗、军事通讯装备等。（2）家用电器：各种家电产品，如数字电视、机顶盒、数码相机、VCD，DVD.可视电话、洗衣机、电冰箱、手机、智能玩具等。（3）工业控制：各种智能仪器仪表、数控装置、可编程控制器、分布式控制系统、工业机器人、机电一体化设备、汽车电子设备等。（4）商用设备：各种收款机、POS系统、电子秤、条形码阅读器、商务终端、IC卡输入设备、自动柜员机、防盗系统等。（5）办公用品：复印机、打印机、传真机、扫描仪、手机、个人数字助理（PDA）.变频空调设备、通信终端、程控变换机、网络设备等。6）医疗电子设备：各种医疗电子仪器，如 光机、超声诊断仪、心脏起搏器、监护仪器等，以及辅助诊断系统、专家系统等。单片机应用系统的设计包括单片机基本扩展、外围电路设计和程序设计、单片机应用系统开发环境、系统可靠性设计、电磁兼容性设计等内容。通常开发一个单片机系统的步骤如下：
上传时间： 2022-06-18
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【摘要】在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题，例如居民生活用水的供应，饮料、食品加工，溶液过滤，化工生产等多种行业的生产加工过程，通常需要使用蓄液池， 蓄液池中的液位需要维持合适的高度，既不能太满溢出造成浪费， 也不能过少而无法满足需求。因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数， 特别是在动态的状态下， 采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。PID 控制（比例、积分和微分控制）是目前采用最多的控制方法。【关键词】水箱液位； PID 控制；液位控制； Matlab 仿真一．引言在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题， 例如居民生活用水的供应，饮料、食品加工，溶液过滤，化工生产等多种行业的生产加工过程， 通常需要使用蓄液池， 蓄液池中的液位需要维持合适的高度， 既不能太满溢出造成浪费， 也不能过少而无法满足需求。因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数， 特别是在动态的状态下， 采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。本论文利用PID 算法在matlab 中进行仿真并讲解实物搭接效果， 具体如下：1、利用指导书中推导的模型和实际的参数，建立水箱液位控制系统的数学模型，并进行线性化；2、构成水箱液位闭环无静差系统，并测其动态性能指标和提出改善系统动态性能的方法，使得系统动态性能指标满足σ%≤10%，调节器调节阀水槽测量变送出水阀系数＜0.5 秒，静态误差小于2%；3、通过在matlab 编程中求取合适的反馈变量K,然后与仿真模型结合构成最优控制的水箱液位系统，通过图形分析是否满足系统的性能参数；
标签： pid调节控制系统
上传时间： 2022-06-18
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摘要步进电机广泛应用于数控机床，加工中心等各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在国民经济各个领域都有应用。PLC（可编程序控制器）是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术，是实现工业生产、科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一，应用十分广泛，是现代工业控制的三大支柱之一。本设计是用PLC实现三相六拍步进电机驱动过程控制，使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高，而且系统构成十分灵活，便于在线修改。第一章课题任务分析1.1三相六拍步进电机概况一般电机都是连续旋转，而步进电机却是一步一步转动的，故叫步进电机。步进电机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，该电机就转过一定的角度，因此步进电机是一种把脉冲信号变为角度位移的执行元件。步进电机有多种通电方式，以下介绍三相六拍步进电机通电方式的基本原理（以转子四个齿为例，即齿距角为90"）；
上传时间： 2022-06-22
上传用户：wangshoupeng199
近年来使用上位机与可编程控制器通信的应用软件发展迅速，如WINCC、组态王软件、VC、VB等，既可以实现二者的通信，也能制作出良好的人机监控界面。下面分别简要介绍上述各软件的性能特点：1.SIMATIC WINCC是德国西门子公司开发的，它提供了丰富的选件（options）和附加件（add-ons）。它的系统设计，模块化结构，以及灵活的扩展方式，使其不但可以做单用户应用，还可以做多用户应用。WINCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合，同时它制作的界面是完全国际化的。2.组态王软件是北京亚控科技发展公司自主知识产权的组态软件。它应用的非常广泛，在图形处理和画面设计方面十分方便，并且有强大的控件，且编程十分的简单，对于工程人员上手十分容易。3.VC是微软公司开发的一种可视化编程软件，其功能十分强大，它在数据处理能力以及运算方面有着独到之处，并且提供有十分强大的函数库可供编程人员进行调用，在图形处理以及界面的设计方面的功能也十分突出，被广泛应用在工业控制领域。
上传时间： 2022-06-25
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