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控制系统设计

控制系统设计是由王广雄著的一本自动化书籍,于2008年3月由清华大学出版社出版。主要讲述了控制系统设计近年来的新进展,介绍控制系统的设计思想和方法,主要说明设计中的基本问题和处理准则。[1]
  • 全自动生化分析仪电子控制系统的设计与实现

    全自动生化分析仪是医疗机构进行临床诊断所必需的仪器之一,它主要用于对人体体液中的各种生化指标进行检测,根据生化指标的差异,为医生确定病人病情提供科学依据。目前我国全自动生化分析仪的研制水平较低,本论文工作是结合国家十五科技攻关项目“自动生化分析仪器的研制”课题(课题编号:2004BA706B05)开展的。      本论文首先介绍了生化分析仪的概况、分类及工作原理,介绍了生化分析仪中的核心部件分光光度计的构成及其工作原理,结合全自动生化分析仪的国内外发展状况阐述了本文研究的内容、意义,叙述了全自动生化分析仪的原理、组成及其工作过程,重点论述了全自动生化分析仪电子控制系统的设计。      全自动生化仪的电子控制系统设计包括硬件电路设计和软件设计两部分。从硬件角度来看电子学系统十分庞杂,输入输出量多,对操作的时序要求严格。控制系统除了实现对仪器的时序控制、监控其运行状态外,还要对当前反应杯的多路模拟信号进行实时数据采集。根据以上特点,确定了分布式多CPU的控制方案,以一台PC机为上位机,两个主控单片机和七个子单片机作为下位机,完成了控制系统的硬件电路设计,提出了保证硬件系统可靠性的一些措施。在硬件电路设计的基础上根据分析仪的功能要求完成了下位机控制软件的设计,列举了保证软件系统可靠性的一些措施。通过对电子控制系统的软、硬件设计进行调试和性能检验,证明本控制系统完全可以满足全自动生化分析仪的控制要求。最后针对设计中存在的不足提出了一些改进措施。      

    标签: 电子控制系统

    上传时间: 2022-05-23

    上传用户:d1997wayne

  • 电动汽车充电桩人机交互与控制系统设计与开发

    电动汽车充电桩是大力发展电动汽车的基础设施,也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。目前,我国已经逐步展开了电动汽车充电系统的建设,在我国的某些城市相继开始建立电动汽车充电桩、充电站,但是我国对充电设备的关键技术研究尚且不够深入,相关的标准体系法律政策建设也有待完善,这在一定程度上限制了电动汽车的推广和普及。电动汽车充电桩电动汽车提供直流充电电源,主要安装于停车场及住宅等区域,是电动汽车常规充电的主要设备。本文研究内容归纳如下:  (1)给出了电动汽车充电桩的总体构造,提出了充电桩的功能要求和技术指标,针对所提出的要求,制定方案。采用威纶通公司的人机界面产品MT6070iH进行设计,实现人机交互,开发了电动汽车充电桩在整个工作过程中的所有的用户操作界面,人机界面是用户和机器的接口,也是唯一的用户可以操作充电桩的窗口,界面的设计需要考虑到实用性与易操作性,并同时增强用户使用的体验感受。  (2)采用单片机ATmega16L设计了电动汽车充电桩的主控板,主控板的作用是用来协调整个充电桩AC/DC部分和DC/DC部分的协同工作,主控板还要实现与人机界面的通信功能,人机界面接受用户的操作指令,然后将指令传送给主控板,主控板控制整个充电桩的工作,实现HMI和主控板的数据通信。  (3)设计了电动汽车充电桩控制系统的软件部分,主要是主控板中ATme ga16的程序设计,程序设计主要包括DA子程序,AD子程序,故障检测子程序,PI子程序等,针对铅酸电池的充电特性,通过程序的检测,设计了铅酸蓄电池的三段式充电控制程序包括初充电,恒压充电,恒流充电,涓流充电的控制。  (4)对设计的充电桩系统进行了测试,验证了充电桩的工作性能,包括对设计的HMI界面测试,以及对充电桩的总体性能测试,测试的结果表明所设计的电动汽车充电桩方便操作,具有较强的稳定性和抗扰动能力,能够在输出全功率范围内稳定的工作。  测试结果表明,设计的样机能够很好的实现人机交互,HMI中每个界面按照用户的操作有序的跳转,不出现花屏,具有充电进度显示,计费显示,故障显示等功能。同时整个充电桩具有一定的抗干扰能力,输出功率5KW,最大输出电流20A,最大输出电压400V,并达到了设计初期提出的技术要求。

    标签: 电动汽车 人机交互 控制系统

    上传时间: 2022-05-28

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  • 基于EtherCAT总线的多轴控制系统设计

    多关节机器人在工业上已经得到了非常广泛的应用,并且以后会用在越来越多的其他领域。多轴控制系统作为多关节机器人的核心,发展也十分迅速。传统的多轴控制器体积比较庞大,扩展性不好。在工业4.0的时代,多轴控制系统也越来越智能,同时体积也在逐步减小,并且能够联网。EtherCAT现场总线是一种新兴工业实时以太网总线,经过多年的技术发展,在通讯速度,拓扑结构等领域已经具有非常独特的优势。本课题的工作主要是将EtherCAT现场总线技术应用在多轴控制系统中,利用其技术优势,进一步提高多轴控制器的扩展性和灵活性,使控制系统网络化。  本研究首先分析了多轴控制系统的现状以及发展趋势,介绍了EtherCAT现场总线技术,在此基础上,确立了多轴控制系统的开发架构以及开发方法。然后,课题设计完成了基于ET1100的通讯板。在此通讯板的基础上,使用STM32单片机作为EtherCAT应用层控制芯片,设计并完成了数字输入输出部分和模拟输入输出部分的软硬件。同时,为了达到工业现场的要求,设计着重考虑了安装的便利性,热插拔功能以及抗干扰性。接着,课题以实验室雕刻机为控制对象,以PC机作为EtherCAT主站,在主站上的TwinCAT软件中设计实现了雕刻机的正逆运动学算法,并设计实现人机界面。同时,课题使用ADS通讯接口与C#高级语言进行通讯,实现了数据的交互。为了更加方便实现人机交互,课题也基于.NET架构设计了人机界面,这样方便Windows平台对多轴系统的直接或者远程控制。最后,在雕刻机平台上对设计的多轴控制系统进行调试和实验,同时对多轴之间的同步性能进行测试,完成了雕刻机的单轴运动,点动运动,多轴联动以及示教运动,并且多轴之间的实时性在微秒级。

    标签: ethercat 总线 人机交互 计算机技术

    上传时间: 2022-05-29

    上传用户:qingfengchizhu

  • 基于AT89C51单片机的蔬菜大棚温度湿度自动控制系统设计

    蔬菜大棚温度湿度自动控制系统由主控制器AT89C51单片机、并行口扩展芯片255,74LS373,AD转换器0809、湿度传感器、温度传感器DS1820、固态继电器、RAM6264、掉电保护和LED显示器和报警电路等构成,实现对蔬菜大棚温湿度的检测与控制,从而有效提高蔬菜的产量。文中提出了具体设计方案,讨论了蔬菜大棚温湿度巡回检测与控制的基本原理,进行了可行性论证。给出了电路图和程序流程图并附有源星序。由于利用了单片机及数字控制系统的优点,系统的各方面性能得到了显著的提高。关键词:温湿度传感器;湿度传感器;快速检测;A/D转换器:LED显示器;报警电路;固态继电器;温室环境测控,即根据植物生长发育的需要,自动调节温室内环境条件的总称。现代化温室,通过传感器技术、微型计算机及单片机技术和人工智能技术,能自动测控温室的环境,其中包括温度、湿度、光照、co2浓度等,使作物在不适宜生长发育的反季节中,获得比室外生长更优的环境条件,达到早熟、优质、高产的目的。在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,达到作物优质、高产、高效盼栽培目的。传统的环境测控管理采用模拟控制仪表和人工管理方法,工作效率低。随着微机技术的发展,逐步采用配置灵活、开放式结构、运算能力较强、高可靠性、完善的开发手段及具有数据处理、统计分析、打印报表等功能的测控系统所代替,取得了较好的经济效益。随着国民经济的迅速增长,现代农业得到长足发展,受控农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室工程已成为工厂化高效农业的一个重要组成部分。支持温室工程的相关技术,如温室环境复杂系统的建模技术与专家决策支持系统、温室环境智能测控技术研究与系统开发、温室环境调配工程技术与设施研究等已成为当前该领域的关键技术和研究热点问题。研究温室环境信息进行模拟、分析、预测,研究开发基于作物成长栽培环境的温室环境多因子智能化综合测控系统,研究高效生产的温室环境综合测控模式与配套设施等将是今后主要研究内容。

    标签: at89c51 单片机

    上传时间: 2022-05-30

    上传用户:jiabin

  • 锅炉汽包水位控制系统设计

    0.1设计的目的和意义锅炉烧水产生高温高压的蒸汽,蒸汽温度可以达到1000多度,用这样的蒸汽可以用来消毒,煮饭,烧开水等。现在学校,工厂的食堂烧水做饭就是用锅炉烧水产生的蒸汽做的。锅炉汽包水位控制是维持锅筒水位在允许的范围内,使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量。由于锅炉的水位同时受到锅好侧和气轮机侧的影响,因此,当锅炉负荷变化或气轮机用汽量变化时,通过给水调节系统保持锅炉的水位正常是保证锅炉和气轮机安全运行的重要条件。水位过高或过低,都是不允许的。水位过高会影响汽水分离器的正常工作,严重时会导致蒸汽带水增加,使过热器管壁和气轮机叶片结垢,造成事故;锅炉出口蒸汽带水过多还会使过热蒸汽温度产生急剧变化。水位过低,则会破坏正常水循环,危及水冷壁受热面的安全。一般要求锅筒水位维持。在水位控制系统中,主要采用“三冲量控制”方案来实现锅炉汽包水位控制更是重ф之ѣ.本设计是通过了解了锅炉汽包水位控制的发展并在具体分析 动、静特性的基础上从单冲量控制到双冲量控制最后到三冲量控制的设计方案中择优选择了“三冲量”控制,具体的方案设计存在的优缺点详见下文解析。0.2应解决的主要问题2ns本设计主要解决传感器的选择(温度,压力,水位),输出道的设计和软件程序的设计。其所能达到的技术指标为:(1)可以对锅炉水位,蒸汽量和给水量分别买集(2)通过单片机控制,使锅炉汽包水位维持在正常的范围内(3)只有键盘显示功能(4)具有报警功能当水位超过上限或下限时,能及时报警,

    标签: 水位控制系统

    上传时间: 2022-05-30

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  • 基于AT89C51单片机的太阳能热水器自动控制系统设计

    摘要:随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。与之相配套的控制仪也相继问世。然而目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。消费者需要真正的“自动”控制,以实现使用的最简单化。就像家用电视机、电冰箱一样,按通电源、设定完毕这么简单就可以了。本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路,该电路用于太阳能热水器,能实现在用水时,若水位不够可以自动供水,若日晒水温达不到设定值,则电加热自动补温。从而实现了热水器的自动及节能。太阳能热水器自动控制硬件电路,辅以相应的软件设计,来实现温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定,具有故障报警和故障自处理功能,良好的稳定性和抗干扰性能。实验结果表明,本次系统设计合理,工作稳定可靠、温度测量精度高。同时给出了温度测量系统的硬件结构和软件设计当前能源紧缺,用电紧张,太阳能是绿色能源,得到广大用户的喜爱。使用太阳能热水器时存在的问题:不可缺水,空晒情况下上水会爆炸;春、秋天,水温升高蒸发,造成热能损失;冬天水温不够,须用电等等。采用太阳能热水器智能仪(仪称太阳能热水器水温水位测控仪),能解决上述问题。使用户省心,使用方便,智能运行,用户不必作任何操作。太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源,与常规能源有很大的区别,这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。在太阳能热利用中,为了得到中高温热能,必须使集热器从日出到日落跟踪太阳,而在太阳能光电中,相同条件下,自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%,成本下降25%,因此在太阳能利用中,进行跟踪装置的控制方式进行研究是一项很有意义的工作。

    标签: at89c51 单片机

    上传时间: 2022-05-30

    上传用户:得之我幸78

  • 基于ESP8266的智能家居控制系统设计

    该设计完成了基于ESP8266的智能家居控制系统,该系统通过局域网完成对家居设备的组网,能实现对室内环境中温湿度和可燃气体浓度的检测,用户可以通过终端电子设备对整个系统进行查询和控制.

    标签: esp8266 智能家居控制系统

    上传时间: 2022-06-16

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  • 三相六拍步进电机plc控制系统设计

    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");

    标签: 步进电机 plc控制系统

    上传时间: 2022-06-22

    上传用户:wangshoupeng199

  • 基于STM32和uCOSII的数控X-Y工作台控制系统设计

    摘要:设计了一种基于STM32和uC/OS-ll的二维数控X-Y工作台控制系统。为使该数控系统具有良好的实时性和稳定性,以嵌入式STM32Fl03VET6为控制核心,采用实时操作系统uC/OS-lⅡ,设计任务间的通信方式,集中管理软硬件资源,提高系统的整体性能。本设计支持简单G代码输入并对G代码编程,实现数控X-Y工作台步进电机直线插补和圆弧插补,完成平面轮廓加工.使数控工作台加工实时性和稳定性进一步提高。关键词:STM32;uC/OS-ll;数控;实时性;插补以计算机(PC机)作为基础的数字控制机床(CNC),解决了大量硬件制约问题,同时使很多应用软件得到兼收,为我国CNC开发和应用带来了新的机遇。然而,发展迅速的基于PC的数控系统也有着不足之处:由于PC的体积限制,这种数控系统不能够装人对体积有严格要求的微型或小型数控系统,且价格昂贵;另外,基于PC的CNC功能强大,对于一些功能要求单一的简单系统,就难以发挥其所有功能,造成资本浪费等问题。而嵌入式系统的涌现,正好弥补了基于PC的数控的不足,为数控技术提供了一种灵活方便、廉价的控制系统。目前,嵌入式数控系统的研究开发与应用,已经成为一个新的发展方向

    标签: stm32 ucosii

    上传时间: 2022-06-25

    上传用户:canderile

  • 基于 Matlab 的电动汽车用永磁同步电机控制系统设计

    摘要:近年来,随着能源的危机及人们对环境污染的重视,采用新型洁净的电动汽车代替传统以汽油为源动力的汽车已经成为当前各大汽车公司和科研院所研究的热点。永磁同步电机以其结构简单、方便及易于实现等特点,成为目前电动汽车重要的动力驱动设备。本文提出一种基千滑模理论的电动汽车用永磁同步电机速度控制策略 ,利用Matlab/Simulink软件将滑模控制与PI 控制进行对比,验证了滑模控制具有更强的鲁棒性,为电动汽车驱动系统设计高鲁棒性的控制器提供一定的理论基础。

    标签: matlab 电动汽车 永磁同步电机控制系统

    上传时间: 2022-07-09

    上传用户:XuVshu