基于单片机控制的温度自动控制系统
为了增加网页的吸引力和可理解性,以及互动性,网页设计所起的作用十分重要。下面是我为大家整理的网页设计 毕业 论文,供大家参考。
网页设计毕业论文摘要
摘要:Flash技术运用范围非常广泛,不论是网站、 广告 、动画、游戏,甚至程序设计与多媒体化展示方面都有一定程度的运用。本文首先对Flash动画今后的发展趋势进行分析并具体化叙述了Flash的实际定义与特点,并对Flash动画当前在网页设计中的应用方式进行分析,针对性阐述了Flash动画在整站式网页设计过程中交互式导航系统、Web图像动画展示以及鼠标动画的应用。在此针对性研究Flash动画在网页设计中的相关研究,望研究结果能够对今后的学者一定帮助。
网页设计毕业论文内容
关键词:Flash动画 网页设计 应用研究
随着社会迈入信息化时代,网络及计算机技术的发展及普及程度呈现出优质化的发展形势,从而促进网页动画渐渐发展起来,此外网页动画设计在网页设计中占据重要地位,促使人们在关注动画整体发展趋势的过程中将注意力放在网页动画方面。在构建及设计网页时,运用Flash帮助网页实现多媒体化的网页成果展示,同时也渐渐成为网页设计发展过程中不可或缺的重要部分。
1Flash的运用及特点
MacromediaFlash作为一种交互式编辑矢量图及多媒体创作软件,因特网网页设计矢量动画文件格式时常得以较多的运用,此外,针对性分析Flash,可以了解到目前其主要具备以下六大特点:第一,将矢量图形作为主要运行前提,致使其自身文件导出容量不大,在进行图片缩放时对其自身的清晰度影响不大,在网络传输过程中存在一定的便捷性;第二,Flash具备非常优质化且强大的AS代码,在设计动画时运用Flash技术,促使动画的交互性优良,便于读者在阅读过程的理解并实施相关互动;第三,针对实际运用过程分析,Flash动画在运作时主要采用插件,若用户想要实现视频观看,仅仅需要安装一次视频插件就可以直接观看,避免繁琐性多次安装的现象发生。此外,由于Flash构建的动画自身极小,所以其具备较快的调用速率;第四,在设计Flash过程中,可以根据需要适当增加页面控制按钮帮助页面实现链接的跳动,还可以运用鼠标实现页面动画中的运动及移动。第五,Flash可以实现动画视听效果内容的升华,譬如渐变声、位图等等,用户在制作图片的过程中可以直接构建全Flash制作站点;第六,Flash动画属于一种“准”流式文件内容,无需全部下载完成就可以实现动画观看。
2Flash动画在网络设计中的应用
在网页设计中,Flash动画具备非常多关键性的作用,如流式播放动画、FlashMV及短片动画等,此外其所表现的形式中存在一定的交互性。但需要注意的是,在实施网页设计时,避免繁琐、复杂的动画设计效果的存在,毕竟物极必反,只会降低网页的品质;如图1所示。网页动画信息交互的实现为了进一步却宝宝网页动画信息交互整体的流畅性,其中的一个重要关键就是Flash动画导航的交互性设计。在对该部分内容进行设计时,往往会使用针对性的Flash动画脚本——AxtionScript。实际设计过程中,通常由编程者的思想与Flash在事件中作用共同形成动力,并依据动画中的相应内容实现AxtionScript的具体化定义。网页动画相关要素的设计第一,交互式导航系统。在网页设计中,导航栏对用户主要起到一种引导性作用。所以在设计时需要将其设计为多个导航级别,并构建针对性的标识来将其区分,以色彩为例,可以采用较为鲜艳、清爽式的搭配。第二,Web图像动画形式展示。传统网页中,Web图像主要呈现静态,不过经由计算机技术的不断发展,最近几年在网页设计中渐渐出现了一部分动态化的Web图像。同时在其色彩方面的运用,主要采用RGB模板,并在网页安全色方面运用216色,其主要的色彩格式包括GIF、PNG以及JPE6。第三,鼠标动画。为了实现优质化Flash动画效果,在制作动画效果时要特别注意鼠标在移动过程中其轨迹图案及色彩搭配。首先,要确保鼠标移动过程中的色彩与网页设计色彩是不同的,有助于用户一眼就可以将鼠标找到。最后就是,鼠标在色彩区别网页之后还要注意其透明性,避免遮蔽信息的现象出现。
3结语
综合全文内容,在网站设计过程中,Flash作为一个极具重要性的视觉性元素,其可以在帮助网站实现多媒体化效果展示的同时,还能够结合数据通信这一 措施 全面性丰富网站自身具备的素材及资源,最终达到一种动态化的效果。截至今日,由于计算机技术发展速度不断提升,结合Flash自身所具备的多种优质化特征,笔者相信在今后人们的日常生活中,Flash动画一定可以获得更加广泛的用途,更具普遍性,最终实现网页设计的主体化运用趋势。
网页设计毕业论文文献
[1]乔慧.Flash动画在网页制作中的应用及发展[J].内蒙古石油化工,2013(21):68.
[2]关晓轩.Flash动画在网页制作中的应用研究[J].北方文学(下旬),2012(11):91-93.
网页设计毕业论文内容
当今,移动互联网迅猛发展,各种智能设备层出不穷。传统网页设计采用“固定页面及元素宽度,任何终端统一页面效果”的策略,无疑将造成网页在一些新兴移动终端上显示的文字极小、链接分布极密,用户需要在屏幕上不停操作来自主寻求较好的体验。面对这一弊端,网页设计师聚焦于“响应式网页设计”这一关键词,试图使用一套代码为各类终端设备提供不同的设计和体验。从先前“为固定设备设计网页”跨越到“响应式网页设计”是一个较难的过程。一些新手可能已经积攒了诸如媒体查询、流式布局、弹性图片等零散的设计开发技巧,掌握了HTML5和CSS3的使用 方法 ,但他们依然无法驾驭响应式网页设计。造成这种情况的直接原因就在于缺乏一个能够指导他们立即开展响应式网页设计实践的可操作流程,即原型。
1两个关键概念:响应式网页设计与原型
响应式网页设计(RWD,Responsive网页Design)是一种网页前端开发技术,它可以描述为,“兼顾多种不同设备屏幕尺寸、分辨率、系统平台和行为做出相应的调整和布局的显示机制”。原型(Prototype),也叫“原样”,是“模拟科学”中的一个术语。在心理科学中,由于很难对动作或心智活动认识清楚,所以一般沿用J•R•安德森的观点,把原型(Prototype)视为关于范畴的最典型的样例设想,即把“原型”视为外化的实践模式,或“物质化”了的心智活动方式或操作活动程序。综合上述,响应式网页设计原型可描述为:符合“响应式网页设计项目分析、各类终端具有适合自身用户体验的不同页面效果、一套代码完成所有不同终端的网页制作、各类终端与主流浏览器良好兼容”等一系列规则的,外化的响应式网页设计活动实践模式。
2建构响应式网页设计的原型
建构原型一般采用心理模拟法,它包含三个步骤:
(1)响应式网页设计活动的功能分析;
(2)响应式网页设计活动的结构分析;
(3)功能分析与结构分析的有机结合。其中,功能分析的重点是作用的对象,条件与结果;结构分析的重点在于组成要素及要素之间的关系。响应式网页设计的目标是能够高效的编写一套代码为各类终端设备提供良好的设计效果和使用体验,这需要具备HTML5、CSS3、Javascript和jquery的基本技能。响应式网页设计之父——伊桑.马科特认为,响应式网页设计应该首先针对小屏幕进行设计,然后逐步增强针对大屏幕设计。这种思路颠覆了传统固定宽度的网页设计方法,对于那些已经积攒了零散的响应式网页设计开发技巧、HTML5及CSS3等技术,能够较熟练的完成固定宽度桌面端网页的新手而言,恐怕很难理解从小屏幕开始设计然后渐进增强的思路。考虑到新手已经习惯设计制作固定宽度的桌面版网页,响应式网页设计如果从固定宽度的大屏幕网页制作开始,然后改造这套代码将仅适用于桌面的网页依次兼容平板端和手机端也是一个不错的思路。响应式网页设计活动包含了“项目分析”、“网页平面设计”、“桌面版网页制作”、“平面版的改造”、“手机版的改造”及“兼容问题的调试”这6个典型的子活动。这些典型要素的关系可以描述为,“要想高效的完成某响应式网页设计项目,首先需要项目分析,其阶段性结果是响应式网页的总体方案,即在用户群体需求分析及主题解读的基础上,进行色彩分析及定位,确定UI版面布局,分析设计网页功能模块,确定网页风格等,最终形成包含“前言”、“需求分析”、“系统分析”、“风格设计”、“各类终端UI版面初步布局”、“色彩定位”、“网页建设日程规划”等部分的网页总体方案文档;然后,根据前期方案中“色彩”、“风格”及“各类终端UI版面布局”等的分析,依据页面设计原则,利用photoshop绘制适用于各类终端显示的平面效果图;随后,利用“HTML5+Css3”技术采用
3熟手的关键技术
从上述适用于新手的响应式网页设计活动基本原型发现,制作一个能够兼容主流浏览器的固定宽度桌面版网页是响应式网页制作的开端。那么,首先在“桌面版网页制作”这个环节中提取一些熟手关键技术,作为给予新手的技巧提示。
兼容主流浏览器的桌面版网页制作技术
为了防止不同浏览器给予相同HTML5标签的初始样式存在差异,熟手利用HTML5+CSS3制作桌面版网页制作时,一般会在样式文件(扩展名.css)中给出如下初始化代码:*{margin:0px;padding:0px;}body{margin:0px;padding:0px;text-align:center;font-family:"宋体";font-size:16px;color:#cccccc;}ul,li,a{margin:0px;padding:0px;list-style:none;}div{overflow:hidden;float:left;}#wrapper{width:1007px;height:auto;margin-left:auto;margin-right:auto;overflow:hidden;clear:both;}这部分代码块可以实现页面在IE内核和Firefox内核的所有版本浏览器中居中对齐,外层布局盒子与浏览器头部无缝紧贴;
利用流式布局、弹性图片、媒体查询技术修改桌面版网页
(1)相对视口尺寸,将最外层的布局
(2)将页面中所有HTML5标签元素对应的CSS样式表中的margin-right、margin-left、padding-right、padding-left的属性值也用公式——目标元素宽度÷上下文元素宽度=百分比宽度来修改。
(3)将CSS样式表中的font-size属性值的单位用em来代替px。这里依然使用公式——目标元素宽度÷上下文元素宽度=百分比宽度。这里需要提示新手的是:在
标签的初始化代码中,如果有font-size:16px;语句,那么在给其他元素的font-size属性上修改值时,公式中的“上下文元素宽度”就等于16px,例如,#logo{font-size:48px;}现在要修改为#logo{font-size:3em;}。(4)为了实现弹性图片,让图片随视口缩放,图形图像、动画和视频的弹性设置使用“img,object,video,embed{width:100%;max-width:100%;}”。其中,max-width属性是用于确保缩放时不会超出图片最大尺寸。同时,熟手还会使用AdaptiveImages解决方案来实现自适应图片。
(5)媒体查询可以通过判断不同设备终端,提供不同的样式使其实现在不同终端都能获得最佳的用户体验。例如,某个响应式页面用电脑浏览页面时,页面信息会以平铺的形式分布在页面合适的位置;用手机浏览页面时,导航按钮会相继隐藏起来,部分信息变成左右滑动的方式呈现,页面会重新布局,图片相应缩小。媒介查询的语法格式是,例如:设定宽度不超过400像素的屏幕尺寸,代码是:
4结束语
对响应式网页设计而言,当前的设计理念和技术方法还不是终点,网站前端设计师需要继续努力找出更好的解决方案。而对新手学习者而言,响应式网页设计开发技能的形成不是一蹴而就的,还需要学习者在多个项目中,利用原型进行多次定向、操作及内化才能真正掌握。
摘 要:版式设计可以说是界面设计的基础部分,网页界面中的版式设计只是其发展应用中的一个方向。如何设计完美有魅力的网页界面,版式设计扮演十分重要的角色,优秀的版式设计可以给浏览者留下深刻的印象,提高页面的访问量。因此,本文将向诸位读者介绍在CDIO工程 教育 模式下,网页设计课程中采用项目为指导的教学实践过程中注意的事项。
关键词:网页设计;版式设计 CDIO教育模式;项目教学
近年来随着经济的高速发展,科技的日新月异,教育领域同样面临革新。引进新的教育理念和教学模式成为教育工作者的关注重心,此时,欧美成熟的工程教育理念慢慢地进入我们的视野之中,CDIO的教学模式(Conceive构思、Design设计、Implement实施、Operate运行),符合工程人才的培养,提高学生的实践能力、组织能力、创新能力。这一模式更适应当下的教育环境需求。
网页设计这门课程属于交叉学科范畴,兼顾艺术设计、计算机技术及交互设计等多门学科。另外,这门课程作为艺术与技术的结合体,要求学生具备较强实践动手能力与综合运用能力,因而在教学过程中我们依据CDIO的工程教育理念开展教学。
本文重点谈到的是网页设计中的版式设计过程,网页中的版式设计起到信息统一、分割区域和交互导引的作用,是在有限的空间界面内将文字、图形、背景色彩或图案及交互功能集成在方圆之间,根据设计的形式法则,利用艺术美学与科学技术相结合的方式来实现效果展示。下面以教学过程中的“xx艺术系网站”项目为例,以网页设计中的版式设计为内容,展示教学过程中的各个设计阶段。
1 构思阶段
(1)确立目标。
网页设计不是盲目的行为,不是简单使用软件的行为,它是构思由确立到实现的过程,是一种展示到体会的过程。因此,在设计之初,教师需要引导学生了解当前的课题,明确网站要做什么,网站的外观布局是什么样子,网站需要营造何种氛围。我们常见的网站根据用途分类为企业网站、电子商务网站、电子政务网站、文体娱乐网站、教育科学网站等,每种类型的网站都有自己需要传播的信息,根据所需文字与图片选择适合的排版方式,进而营造恰当的氛围。在“xx艺术系网站”项目中,学生会根据实际项目类型,理解项目设计目标为,该学院所属系部信息服务类网站,界面版式方面要求简洁大方,色彩明快,塑造清新、愉悦的氛围,学生可以根据以上内容展开进一步的设计工作。
(2)信息整理。
项目开展前期根据对项目的简单分析,要求学生对客户或相关人士展开访谈,对行业同类网站的资讯开展收集与调研。这一阶段学生会接触网页设计的需求方,在本项目中可以设定为系内行政人员、教师及系内学生,根据访谈或调研可以得到网站相关设计信息,如对整体风格的需求,导航的设计需求,网站类型为静态网站或动态网站,根据需求结果,要求学生设计多样的版式效果,以供客户参考。
(3)交互设计。
我们将网页中的交互分为视觉上的交互和行为功能上的交互设计。在这里我们更侧重说明交互在视觉上的应用。网页中我们常见的交互形态有按钮、导航条、搜索栏和表单等。这些交互形态都会出现在版式的突出及显著位置,这样更引发人们的视觉关注中心,因而,在进行版式设计时,需要考虑这些交互元素的设置,友好的版式也是一种界面与人的情感交互。在我们的项目中学生应该考虑交互按钮的外观设计,排放位置等因素;导航条的设置应在醒目位置,清晰明确发挥导引作用;搜索栏帮助浏览者快捷搜索,放置在易发现的位置,搜索一般出现在网页右上角;表单设计是学生所忽略的环节,因为可以使用插件添加,导致学生认为无须设计,在此建议信息表单设计时可考虑细节设计,提高友好度与舒适度等交互设计。
2 设计阶段
版式设计是网页设计中重要的设计引导规划环节,在这个过程中学生可以根据自己的项目主题展开艺术美感的设计。一般进行页面版式设计我们从以下几个方面入手。
(1)版式结构设计。
网页设计中的版式设计与传统媒介中的版式设计略有不同,前提是他们都遵循版式设计五原则,[1]内容与形式,简洁与简约,设计与艺术,趣味与独特,局部与整体。为了设计富有形式法则和艺术美感的网页作品,版式设计方面通常会采用黄金比例和三分法排列原则。黄金比例法是初学者易于掌控的方法,将视窗可用区域分成两个部分,也可以根据设计比例需求,将数字录入到相关计算网站,得出合适的黄金比例分配方案。三分法构图排版方式,是将排版界面分成三份,根据内容的不同,选择不同的三分法排列位置。
网页设计中由于要考虑显示器视窗显示水平不同,我们的总体版式设计会采用固定格式或非固定格式两种形式。固定格式的版面是固定的界面版式,而非固定格式的版面设计是变化的,这种变化的版式很难把握的,变化的视窗将改变既定的字体形式和图形排列位置,这个课题也是我们今后要深入探讨的方向。
(2)字体、图像、色彩设计。
版式设计是界面设计的骨架,字体设计是界面设计的血肉,富媒体技术的全面发展,网站这一综合载体也得到了极大的发展,版式与字体的结合构成了网页的不同风貌。在网页中常见字体分为中英文两类和图形化的艺术字体,字号一般选用12pt。在中文网页常常出现的字体为宋体或黑体,字号为12pt/14pt的文字展示,另外也会有些超大字体以图像的形态出现,并通过视觉效果的调整,创建三维空间的视觉展示效果。图形化的艺术字体,在诸多网站中得到应用。在设计中我们题材保有传统的 文化 性,中国元素的运用,如书法、图腾、建筑等富有中国色彩的艺术形态都应得到我们的思考与关注,中西文化的比较与融合也是我们要探索的方向。图形与色彩部分在排版中应适合主题,响应设计氛围,为整体版式服务。
(3)视频展示设计。
网页界面排版中还需考虑一种新兴的展示手段,视频信息展示,页面中利用大量的视频信息排版,减少文字、图片信息的输入,信息传达方式由静态转换为动态,提供有趣而新颖的排版展示方式。
3 技术实施
(1)界面版式视觉设计。
网页设计中对静态界面的布局,我们通常会使用Photoshop和Illustrator图像处理软件开展设计,首先我们会根据 思维导图 绘制基础模板,然后根据设计需求在模板中添加设计好的文字、图形、视频、声音等设计元素。
(2)交互功能视觉设计。
在网页设计中我们会考虑将静态样稿转换为简单的静态网页,这种转换我们会使用Dreamweaver软件进行操作,由于网页展示设备的不同我们也会考虑采用一些相关的模型制作软件来处理交互设计部分。
4 运行阶段
将确定好的静态草稿通过切图生成为静态网站,测试效果及功能,当运行时根据需要和视觉效果进行调整直到理想状态。
5 小结
网页设计课程将实际项目导入课堂,根据CDIO工程教育模式教学,打造有效、有趣、实用的教学方式,使学生在学习操作中锻炼宏观思考的能力,获得团队合作的能力,养成终身学习的能力。学生对设计流程的掌握就是对知识体系的掌握和运用,达到理论与实践相结合,通过对版面的全面掌控,更好地为静态网页设计打下坚实的基础。
参考文献:
[1] 沈卓娅,王汀.字体与版式设计实训[M].中国出版集团东方出版中心,2011:74.
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电子设计大赛报告论文
随着人们自身素质提升,报告的使用成为日常生活的常态,多数报告都是在事情做完或发生后撰写的。我们应当如何写报告呢?下面是我为大家收集的电子设计大赛报告论文,欢迎大家分享。
摘要: 突出重点。电路主要由哪几部分构成,针对某一技术难题,本组的解决方案。最后总结本设计的总体特点(稳定性、可控性、带宽....),完成/基本完成了全部基本功能及扩展功能。本作品基于压控对数放大器设计,由前级放大模块、增益控制模块、......
关键词: 比较器正弦波—方波转换电路……
一、总体方案设计
列些出设计功能,具体指标。
设计并制作一个宽带直流放大器及所用的直流稳压电源
(1)电压增益AV≥40dB,输入电压有效值Vi≤20mV。AV可在0~40dB范围内手动连续调节。
(2)最大输出电压正弦波有效值Vo≥2V,输出信号波形无明显失真。
(3)3dB通频带0~5MHz;在0~4MHz通频带内增益起伏≤1dB。
(4)放大器的输入电阻≥50,负载电阻(50±2)。
(5)设计并制作满足放大器要求所用的直流稳压电源。
根据要求,总体电路可由三个模块构成:1.模块一名称;2.模块二名称;3.模块三名称。具体说明每一模块的功能。
二、方案比较/论证(针对框图中的每一模块的内容进行方案比较)
模块一名称
方案一:……
方案二:……
方案三:……
总体讨论上述方案的利弊,做出本设计的选择。
模块二名称
方案一:……
方案二:……
方案三:……
总体讨论上述方案的利弊,做出本设计的选择。
模块三名称
方案一:……
方案二:……
方案三:……
总体讨论上述方案的利弊,做出本设计的选择。
可控增益放大器
方案一: 采用场效应管或三极管控制增益。主要利用场效应管的可变电阻区(或三极管等效为压控电阻)实现增益控制,本方案由于采用大量分立元件,电路复杂,稳定性差。
方案二: 为了易于实现最大60dB增益的调节,可以采用高速乘法器型D/A实现,比如AD7420。利用D/A转换器的`VRef作信号的输入端,D/A的输出端做输出。用D/A转换器的数字量输入端控制传输衰减实现增益控制。此方案简单易行,精确度高,但经实验知:转化非线性误差大,带宽只有几kHz,而且当信号频率较高时,系统容易发生自激,因此未选此方案。
方案三: 根据题目对放大电路增益可控的要求,考虑直接选取可调增益的运放实现(如运放VCA810)。其特点是以dB为单位进行调节,可调增益±40dB,可以用单片机方便地预置增益。
方案三电路集成度高、条理较清晰、控制方便、易于数字化用单片机处理。所以本系统采用方案三。
三、理论分析及参数计算
根据设计要求,针对上述所选方案,进行理论分析及整体电路主要外围元器件参数计算。
带宽增益积
带宽增益积(GBP)是这是用来简单衡量放大器的性能的一个参数,这个参数表示增益和带宽的乘积。按照放大器的定义,这个乘积是一定的。题目中要求放大器最大电压增益AV≥60dB,即Gain≥1000V/V。
放大器的通频带0~10MHz,所以本放大器的带宽增益积为GBP=1000*10M=10G
单个放大器是很难达到10G的GBP,所以我们考虑多级放大器级联。
经过查阅手册,OPA691的GBP为450M,级联上后级的VCA810和THS3120,足以达到题目要求。
四、单元模块设计
模块一电路:
根据理论分析结果设计电路,进行器件选择,(接口电路的连接),对所选电阻、电容、运放等的参数大小进行分析计算,描述模块中信号的流向、变化,画出具体电路图。
模块二电路:
.......
模块三电路:
.......
压控增益电路
可控增益调节部分我们使用压控增益放大器VCA810,VCA810在宽频带工作模式下,增益控制范围为-40dB~+40dB,且控制电压与增益dB数成线性关系,满足设计要求。其中1脚为了匹配输入阻抗并接了50
的电阻,8脚接25的偏置电阻,其中5脚接500的负载电阻.......如图2所示。
五、系统测试及数据分析
测试方法
测试方法
(1)用示波器和信号发生器手动扫描测带宽。
(2)用串入电阻法测输入电阻10MHz带宽测试结果:
打开带宽控制开关选择不同带宽进行设置增益40dB,Vinp-p=3mV,观察示波器测试信号源的频率及步进,并记录电压峰值。
测试仪器
测试仪器
(1)泰克TDS100260M数字示波器
(2)RIGOLDS102220M信号源
测试数据(根据要求列出各个表格,列出实际测量实际值及理论值,最好能进行多次测量,保证数据的确切性,不是偶然的。)
数据分析(根据的各表格,分析电路指标是否达到题目要求)
由表1可以看出放大器在预置带宽为5M的时候,0~4M通频带内很平坦,最大起伏出现在3M、增益40dB的时候,放大dB数为,,完全符合题目要求中通频带内增益起伏≤1D的指标。
由表2可知,系统可以实现电压预置并可以实现5dB的步进,而且可以输出9V左右的有效值。
六、结论
总结达到那些指标:
总结未达到那些指标,分析可能原因。
作品达到了题目所有基本和部分扩展功能及指标的要求:
(1)最大电压增益Av≥60dB,输入电压有效值Vi≤10mV。
(2)在Av=40dB时,输出端噪声电压的峰-峰值VONPP≤。
(3)最大输出电压正弦波有效值Vo≥5V,输出信号波形无明显失真。
(4)电压增益Av可预置并显示,预置范围为0~60dB,步距为5dB并且可以手动连续调节);放大器的带宽可预置并显示(5MHz、10MHz两点)。在通频带内增益起伏≤1dB。
(5)通过制作开关电源来提高电源效率。
(6)本设计多使用集成芯片,以较低的成本实现了题目要求。
存在问题及改进措施:
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入,控制大功率的液压能(流量与压力)输出,并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下: 1)明确设计要求:充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求,并应详细分析负载条件。 2)拟定控制方案,画出系统原理图。 3)静态计算:确定动力元件参数,选择反馈元件及其它电气元件。 4)动态计算:确定系统的传递函数,绘制开环波德图,分析稳定性,计算动态性能指标。 5)校核精度和性能指标,选择校正方式和设计校正元件。 6)选择液压能源及相应的附属元件。 7)完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤,进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统,所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分,它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统,除了应能够承受最大轧制负载,满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程,调节速度和控制精度等要求外,执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束,结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统,必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况,并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识,使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1)被控对象的物理量:位置、速度或是力。 2)静态极限:最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3)要求的控制精度:由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节(如摩擦力、死区等)以及传感器引起的系统误差,定位精度,分辨率以及允许的飘移量等。 4)动态特性:相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定,响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定; 5)工作环境:主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求; 6)特殊要求;设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择,所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载(如静摩擦、动摩擦等)以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后,可根据不同的控制对象,按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案,方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制:阀-液压缸,阀-液压马达2.容积控制:变量泵-液压缸;变量泵-液压马达;阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它:步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次,它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外,动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配,以保证系统的功耗最小,效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积(或液压马达排量)、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时,还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力,在相同输出功率条件下,可减小执行元件——液压缸的活塞面积(或液压马达的排量),因而泵和动力元件尺寸小重量轻,设备结构紧凑,同时油腔的容积减小,容积弹性模数增大,有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加,由于受材料强度的限制,液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势,元件的加工精度也要求提高,系统的造价也随之提高。同时,高压时,泄漏大,发热高,系统功率损失增加,噪声加大,元件寿命降低,维护也较困难。所以条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa,可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述,动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外,还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 (1)动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ-FL平面上,所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性,见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a)供油压力变化;b)伺服阀容量变化;c)液压缸面积变化 图中 FL——负载力,FL=pLA; pL——伺服阀工作压力; A——液压缸有效面积; υ——液压缸活塞速度, ; qL——伺服阀的流量; q0——伺服阀的空载流量; ps——供油压力。 由图37可见,当伺服阀规格和液压缸面积不变,提高供油压力,曲线向外扩展,最大功率提高,最大功率点右移,如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变,加大伺服阀规格,曲线变高,曲线的顶点A ps不变,最大功率提高,最大功率点不变,如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变,加大液压缸面积A,曲线变低,顶点右移,最大功率不变,最大功率点右移,如图37c。 (2)负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ-FL平面上,画出动力元件输出特性曲线,调整参数,使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线,即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中,曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切,符合负载最佳匹配条件,而曲线1、3上的工作点α和b,虽能拖动负载,但效率都较低。 (3)负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 (4)近似计算法在工程设计中,设计动力元件时常采用近似计算法,即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上,限定 FLmax≤pLA= ,并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的,这样液压缸的有效面积可按下式计算: (37) 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后,可计算负载流量qL,即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便,然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能,但传递效率稍低。 (5)按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说,功率损耗不是主要问题,可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (38) 二边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (39) 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的(5~10)倍来确定。对一些干扰力大,负载轨迹形状比较复杂的系统,不能按上述的几种方法计算动力元件,只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时,只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D,负载力FL换成负载力矩TL,负载速度换成液压马达的角速度 ,就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时,应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是:在满足液压固有频率的要求下,传动比最小,这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL(即要求伺服阀输出的流量)计算得到的伺服阀空载流量q0,即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素,所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外,在选择伺服阀时,还应考虑以下因素: 1)伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中,一般选用零开口的流量阀,因为这类阀具有较高的压力增益,可使动力元件有较大的刚度,并可提高系统的快速性与控制精度。 2)伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍,以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3)伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小,保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4)其它要求,如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等,都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件,直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计,除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A(或液压马达排量D)的最佳值外,还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量,反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力(或压力)传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统,作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度,因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5~10倍,这是为了给系统提供被测量的瞬时真值,减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求,因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数,即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式,只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数,求出波德图。在绘制波德图时,需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时,开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数,曲线的形状不变,其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性,在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低,来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知,不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此,可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道,当ζh和K/ωh都很小时,可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率,即ω-3dB≈ωc,所以可绘制对数幅频曲线,使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值,如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a)0型系统;b)I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图,同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K,往往要综合考虑,尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后,可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求,则应调整参数,重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿,改变系统的开环频率特性,直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后,可以通过计算机对该系统进行数字仿真,以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件,如Matlab软件,很适合仿真分析。
大学是干嘛的地方?无论多高的学历和职称,不会设计、制造教具,不会设计、制造教学仪器,不会维修仪器和设备;用你父母的钱进口教学仪器模仿了委托工厂仿制就是佼佼者;用你父母的钱请校外的人来维修设备、从校外采购配件;用你父母的钱请教学仪器生产企业提供教学实验讲义,将作者填上他们的名字就有教学突出成就奖;教你背诵的公式和外语,永远也比不上美国麻省理工学院在网上公开的教材内容。学生也不要埋怨学费贵,除了上面教师的原因,你们自己的基础实验、专业课就上的迷迷糊糊的,高额投资下的创新实验项目、挑战杯、科技竞赛、毕业论文、商业开发,都见不得阳光,将真金白银变成了一堆堆的垃圾!!!!
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