电子书-FA工业自动化设备设计基础绪 论 一 目的 随着科学技术的发展以及人们对于产品品质的更高追求，越来越多的企业和 工厂都期望使用大量的自动化设备和装置来取代工人繁冗无味的重复劳动，实现 产品的全部或者部分制造过程的自动化以消除因为人为因素导致的产品质量的 不稳定性，这就是我们通常所说的“工厂自动化”（Factory Automation,简称： FA）。 本文以及后续系列篇幅介绍的就是为了实现工厂自动化而做的工业自动化 设备的设计基础知识。本系列文章主要面对的对象是：有志于投身机械设计行业 的，具有基本机电知识的大学生、应届毕业生以及毕业 3 年以内的初级设计师（助 理设计师）。所以本系列文章的主要宗旨是：让在校大学生明白学习的方向，让 应届毕业生能迅速地把学校学到的理论知识正确地应用到设计实践中来，让助理 设计师发现自己的不足之处。本系列文章不会解释设计方法学的问题，凡涉及到 设计方法学的问题，烦请诸位自己查阅相关资料。比如：自顶向下设计、优化设 计等。所以，在接下来的讲解中，本人会尽量使用简洁、系列的方式，通俗的语 言列举我们所要表达的内容，尽量做到不罗嗦、不重复，尽量减小诸位的阅读强 度、节约大家的时间。所以，我们的口号是“理论联系实际”。好了，以下咱们 开始进入工厂自动化设备的天地中。 注意：本文中所说的自动化设备主要是大量使用了现代自动化元器件以及自 动化控制系统的各类设备，与传统的纯机械机构组成的设备有一定的区别。但是， 也不可盲目的崇拜自动化元器件和现代控制技术的能力，传统的机械机构仍然是 机械的主要组成部分；与现代自动化器件组成的结构模块相比较，传统的机械机 构具有非常明显的简洁、高效的优点；所以，在设备设计过程中，只有合理地运 用机构和自动化元器件、现代控制技术才有可能设计出完美的自动化设备。由于 机械机构学在 18 世纪已经发展成熟，而且在大学的《机械原理》课程中有清晰 的阐述，所以，本文会尽量少的提到机械原理，涉及到的机械原理
标签： 工业自动化
上传时间： 2022-02-19
上传用户：wangshoupeng199
摘要: 智能机器人仿真系统，由于智能机器人受到自身多传感器信息融合和控制多样性等因素的影响，仿真系统设计主要都 是以数学建模的形式化仿真为主，无法实现数学建模与场景实现协调仿真。为此，首先分析两轮移动机器人数学运动模型， 然后设计与机器人控制系统相关的传感器数据采集分析、机器人智能自动控制和人工控制等模块，以实现机器人控制的真 实场景。仿真系统利用 LabVIEW 设计控制界面，并结合 Robotics 工具包的建模、计算和控制功能。仿真结果表明设计的平 台更适合教学和实验室研究，并可为实际的物理过程提供数据参考和决策建议。 关键词: 机器人; 虚拟; 系统仿真 中图分类号: TP242 文献标识码: B1 引言 随着测控技术的发展，虚拟仪器技术已成为工业控制和 自动化测试等领域的新生力量［1］。而机器人作为一种新型 的生产工具，应用范围已经越来越广泛，几乎渗透到各个领 域，是一项多学科理论与技术集成的机电一体化技术。目前 机器人仿真系统主要集中在复杂的机器人数学模型构建与 形式化仿真，无法实现分析机器人运动控制的静态和动态特 性，更加无法实现控制的真实场景［2］。为了改善专业控制软 件在硬件开发周期较长的缺点，本文拟建立一个基于通用软 件的实时仿真和控制平台，以更适合教学和实验室研究。本 文以通用仿真软件 LabVIEW 和 Robotics ［3］为实时仿真与控 制平台，采用 LabVIEW 搭建控制界面，利用 Robotics 在后台 进行系统模型和优化控制算法计算，使其完成机器人控制系 统应有的静态和动态性能分析，不同环境下传感器变化模拟 显示以及目标路径形成等功能。 2 系统构成 仿真系统的构成主要包括了仿真界面、主控制界面、障 碍检测、智能控制和人工控制模块。其中主要对人工控制和 智能控制进行程序设计。仿真运行时，障碍检测一直存在， 主要是为了在智能控制模式下的智能决策提供原始数据。 在人工控制模式下，障碍检测依然存在，只不过对机器人行 动不产生影响，目的是把环境信息直观
标签： 智能机器人
上传时间： 2022-03-11
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近年来反季节种植已成火热趋势,温室大棚的普及十分迅速,而温室大棚对自动化、智能化的要求也越来越迫切,本系统将温室大棚的温湿度、二氧化碳浓度各个方面的检测,通风、浇灌、温度、喷洒农药等各个方面的控制进行综合系统研究,实现温室大棚对自动化、智能化的要求。这一系统是基于单片机控制的智能检测,控制系统包含单片机主控模块、感应检测模块、传感模块,显示、控制模块等[1]。从而提高温室大棚的种植效率,减少劳动力,提高利润等。In recent years,counter-season planting has become a hot trend featuring the rapid popularization of greenhouse and urgent requirement for the automation and intellectualization of greenhouse.This paper offers a comprehensive and systematic study of the monitoring of temperature,humidity and carbon dioxide concentration in the greenhouse and the control of ventilation,irrigation,temperature and pesticide spraying in order to achieve automation and intellectualization in greenhouse.This system is based on the intelligent detection controlled by single chip computer with the control system including the main control module,induction detection module,sensing module,display and control module of single chip computer,which is effective in improving planting efficiency of greenhouse,reducing labor force and increasing profits.
上传时间： 2022-03-27
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配电网中,各种配电终端的电流、电压、有功功率及无功功率等模拟量的采集是配电网自动化的重要环节。这些模拟量的采集也是各种仪器和家用电器的必要功能。因此,设计了基于嵌入式STM32F103单片机的交流电压、交流电流及有功功率的采集系统,通过电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M分别检测交流电压和交流电流值;屏幕或者手机APP和WiFi模块互联后,可以实时显示交流电压、交流电流、功率及电量值;通过设定阈值功率,可以实现对电流的监控和对电路的保护。In the distribution network,the collection of analog,such as current,voltage,active power,and reactive power at various distribution terminals is a very important part of distribution network automation. These analog acquisitions are also for various instruments and household appliances. Very important technology. Therefore,an AC voltage,AC current and active power acquisition system based on embedded STM32 F103 machine is designed,and AC voltage and AC current values are detected by voltage transformer TV1005 M and current Transformer TA1005 M respectively;After the screen or mobile phone APP and WiFi modules are interconnected,AC voltage,AC current,power,and power values can be displayed in real time;By setting the threshold power,the current can be monitored and the circuit can be protected.
上传时间： 2022-03-27
上传用户：shjgzh
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。
上传时间： 2022-05-30
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随着科学技术的发展，工业控制领域的自动化程度越来越高，工业控制对精度的要求也越来越高。电动机作为工业生产主要的动力源，对其转速的测量以及控制的研究显得十分有意义。电力电子技术、计算机技术、自动控制技术逐渐应用于电动机的转速控制系统中，使得电动机转速控制系统的控制精度得以不断提高。本文的设计是基于AT89C51单片机的交流电动机转速控制系统，以变频调速技术为核心，实现对三相交流异步电动机转速的精确控制和测量。文中主要研究了变频调速技术的相关原理，并以三相交流异步电动机的转速测量和控制为实例，设计基于AT89C51单片机的三相交流异电动机转速控制系统，通过仿真得到验证，并在此基础上开展抗干扰措施的研究。本文主要研究的内容如下： 第一章介绍课题研究的意义及现状，提出课题研究的内容及目标，最后给出了课题研究的技术路线。 第二章阐述基于AT89C51单片机的转速控制系统的原理，并根据该原理分别提出硬件系统、软件系统这两个系统的设计方案。 第三章对转速控制系统的硬件系统进行设计。主要从单片机、电源模块、信号采集模块、显示模块、按键模块这几个方面进行设计，然后作相关的说明。 第四章对转速控制系统的软件系统进行详细的设计。主要从编写语言的选择、AT89C51单片机资源分配、控制单元程序、初始化程序、A/D转换程序、按键程序、显示程序这几个方面进行设计，并作相关的说明。 第五章对前面设计的转速控制系统进行仿真验证。构建硬件系统，然后再对软件系统的程序完成编译以及调试后，加载给硬件系统，协同仿真验证基于AT89C51单片机的转速控制系统设计的可实现性，然后对该系统的应用条件、范围做出说明。 第六章对设计好的转速控制系统进行抗干扰技术的分析研究。先分析干扰可能的来源，然后在前面分析的基础上从硬件、软件两个系统，进行抗干扰技术措施的研究。 文章的最后对论文进行总结，并对未来的研究工作，给出展望。
上传时间： 2022-06-11
上传用户：wangshoupeng199
在现代社会，自动控制系统遍及我们生活领域的各个方面，如在工业自动化中的应用:轧钢设备、机床设备、矿井设备、数控设备、工业机器人等等。而这些设备应用的动力系统基本都是直流电机，因此直流电机在当今工业领域得到了广泛的应用。 直流电机是最早发明并得到广泛应用的电机中的一种。在各种类型的电机中，直流电机因良好的启动性能、制动性能和调速性能而在航天、工业、数字化控制等领域得到了广泛应用。PWM(脉宽调制)调速技术是直流电机最常用的一种调速技术，PWM调速技术具有调速精度高、调速响应快、范围广和平滑调速以及节约电能的优点，因而PWM技术是直流电机的主流调速技术之一。 论文主要介绍直流电机调速系统，该系统是基于STC89C52RC微控制器发生PWM信号并输出给驱动模块L298来实现控制直流电机的调速系统。其中主要介绍单片机STC89C52RC的特点和应用以及PWM的工作原理和实现方法。还介绍了通过改变PWM信号占空比来实现直流电机调速以及怎么利用单片机改变占空比(具体见程序中)。其次介绍了4个独立按键，这4个按键与单片机的4个引脚相连接，通过单片机对这4个引脚进行实时扫描，单片机根据按键的状态发出不同的命令产生PWM信号，同时将PWM信号作为输入信号输入给驱动芯片L298，然后以L298的输出作为直流电机的电压输入来控制电机的启动、停止、加速、减速以及正向运转、反向运转。 最后是程序的设计，主要程序包括键盘扫描、PWM信号的产生、单片机定时器0的设置等方面，具体内容见本设计程序。
上传时间： 2022-06-11
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机器人是整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，能实现环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能。机器人代表了科学技术的最高水平，在工业、农业、医学建筑业甚至军事等领域中均有重要用途]。宋健院士在国际自动控制联合会第14届大会报告中指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”2吗。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会（Robot Institute of America，RlA）于1979年给机器人的定义：一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统]。作为机器人研究领域的一个重要分支，双足机器人（Humanoid Robot）由于其广阔的应用空间一直是研究热点之一。所谓双足机器人，又称仿人机器人，是具有人形的机器人，是关节转动灵活，控制系统复杂，能完成高难度的动作的机器人。它是机械、自动控制技术、计算机技术、人工智能、微电子学、模式识别、通讯技术、传感器技术、仿生学等多学科和技术综合的结果，代表着一个国家高科技发展水平。研制与人类特征类似，具有人类智能、灵活性，并能与人类交流，不断适应环境的双足机器人一直是人类的努力的目标]。与传统机器人相比，双足机器人具有显著的优势，比一般机器人有更大的机动性、灵活性，同时也具有更广泛的应用领域。双足机器人的出现是控制科学、传感器技术、人工智能、材料科学等学科的技术进步，以及机器人使用范围的扩大和人类日常生活需要的产物。双足机器人在工农业生产、科学探测、军事侦察、生活服务与娱乐等很多方面都有广泛的应用前景。首先双足机器人在拓展人类的认知范围上发挥着重要作用，在外层空间、深海等人类尚不能到达的环境都有双足机器人的身影；其次双足机器人已经广泛应用在恶劣、危险条件下或其它不适合人类活动的环境中。双足机器人的迅速发展和广泛应用，对人类社会的生活和生产产生了深远的影响。也正是因为双足机器人的广泛的应用背景和商业价值，所以近年来，双足机器人成为机器人研究领域内的一个热点]。
上传时间： 2022-06-18
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本文论述的蓝牙射频自动测试系统，以Visa构架的远程控制技术为理论基础，依据蓝牙国际标准和国家无线电管理委员会发布的蓝牙技术测试标准，基于Visual Basic环境，集成测试T控机、频谱分析仪Agilent E4440、蓝牙综测仪Agilent 4010、射频切换单元等测试仪器，实现蓝牙终端型号核准射频性能的自动化测试。本测试系统由用户在工控机上操作自动化测试软件进行测试，包含数据采集、数据处理、测试结果显示和自动生成测试报告等功能。1本文从理论入手，首先介绍了测试技术的国内外现状和发展方向，然后介绍了自动测试系统的设计原则和总体结构，接下来着重论述了蓝牙射频自动测试系统的硬件选择和软件开发。软件开发部分主要分为以下几项工作：1，上层操作界面的编写：2.底层仪表驱动函数的编写；3.测试用例的编写：4.后台数据库的编写。软件设计过程中充分利用虑拟仪器技术和平台化模块化设计方案保证系统的扩展性，移柏性和重用性。最后，本文给出了实际测试过程中测试结果的分析，可以看出，本蓝牙射频自动测试系统具有极强的稳定度和准确性，并且极大的提高了测试效率，节省了大量的人力资源和时间资源，符合现代化测试的需求。
上传时间： 2022-06-20
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无线射频识别技术，简称RFID，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，操作快捷方便。无线射频识别技术是一种新技术，在智能停车场上应用极为广泛。通过射频识别技术，可以实现一种自动的车辆辨识系统，使得车辆的停入和驶出能在一个快速的方式下处理，实现无人、安全、自动化。本文针对无线射频识别技术在智能停车场上的应用进行了详细的说明，先就智能停车场的设计思想进行系统的阐述，然后重点讨论了智能停车场的设计与实现过程中用到的相关模块：管理员的登录和注册模块、车辆具体信息查询模块、车辆的自动管理模块和其他信息模块等等。整个论文围绕基于无线射频识别技术的智能停车场如何对车辆进行管理做了大量论述。在对上述内容充分认识的基础上，本文详细介绍了如何设计这样一个系统，使得在无人情形下可以对车辆进行动态的管理，尤其是对停车场注册的车辆的停入和驶出动作的电子不停车管理。关键词：无线射频识别技术，智能停车场，车辆管理
上传时间： 2022-06-21
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