电气控制与保护内容摘要:近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速,更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。关键词:技术现状 工作原理 运行维护一、电动机技术发展及现状电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。它应用广泛,种类繁多。性能各异,分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机﹑电动机,﹑压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机.在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。纵观电力拖动的发展过程,交,直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。经历了100多年的技术发展,电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展,对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高,电工电子技术的广泛应用,为电动机的发展注入了新的活力。未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批"巨无霸"电机、一批"光怪陆奇"电机将同时展现在世人眼前。二、电动机工作原理目前较常用的主要是交流电动机,它可分为两种:1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上,而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。下图所示为一 台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条,导条两端用短路环短接起来,形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形,也可以接成三角形。由旋转磁场理论分析可知,如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压,就有对称的三相电流流过,并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场,这个磁场的转速n1称为同步转速,它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为:n1=60 f1/p转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关,图中U、V、W相以顺时针方向排列,当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的,转子与旋转磁场之间有相对运动,转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势,因转子绕组自身闭合,转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位,其方向可由"右手发电机定则"确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下,将产生电磁力F,其方向由"左手电动机定则"确定。电磁力对转轴形成一个电磁转距,其作用方向与旋转磁场方向一致,拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转,将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载,则机械负载随着电动机的旋转而旋转,电动机对机械负载做了功。综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原理是:(1) 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。(2) 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流;(3) 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。三:电动机的运行维护(一) 电动机启动前的准备为了保证电动机正常安全地启动,一般启动前应作好下述准备:(1) 检查电源是否有电,电压是否正常,若电源电压过高或过低,都不宜启动。(2) 启动器是否正常,如零部件有无损坏,使用是否灵活,触头接触是否良好,接线是否正确、牢固等。(3) 熔丝规格大小是否合适,安装是否牢固,有无熔断或损伤。(4) 电动机接线板上接头有无松动或氧化。(5) 检查传动装置,如皮带轻紧是否合适,连接是否牢固,联轴器的螺丝、销子是否紧固等。(6) 传动电动机转子和负载机械的转轴,看其转动是否灵活。(7) 检查电动机及启动电器外壳是否接地,接地线有无断路,接地螺丝是否松动、脱落等。(8) 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。(9) 检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。(10) 对正常运行中的绕线式电动机,应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象;观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。(二) 启动时应注意的问题(1) 接通电源后,如果电动机不转,应立即切断电源,绝不能迟疑等待,更不能带电检查电动机发故障,否则将会烧毁电动机和发生危险。(2) 启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,以及线路上的电流表和电压表的指示,若有异常现象,应立即断电检查,待故障排除后,载行启动。(3) 利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时,特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置,待电动机转速稳定后再拉到运转位置,防止误操作造成设备和人身事故。(4) 同一线路上的电动机不应同时启动,一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动,线路上电流太大。电压降低过多,造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。(5) 启动时,若电动机的旋转方向反了,应立即切断电源,将三相电源线中的任意两相互换一下位置,即可改变电动机转向。(三) 电动机运行中的监视电动机在运行时,值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。1. 监视电动机的温度电动机正常运行时会发热,使电动机温度升高,但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大,使用环境温度过高,通风不畅或运行中发生故障,就会使其温度超出允许限度,导致绕组过热烧毁,因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志,在运行中经常检查。判断电动机是否过热,可以用以下方法:(1) 凭手的感觉:如果以手接触外壳,没有烫手的感觉,说明电动机温度正常;如果手放上去烫得马上缩回来,说明电动机已经过热。(2) 在电动机外壳上滴2~3滴水,如果只冒热气没有声音,则说明电动机没有过热,如果水滴急剧汽化同时伴有"咝咝"声,说明电动机已经过热。(3) 判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量。发现电动机过热应该立即停车检查,等查明原因,排除故障后再行使用。2. 监视电动机的电流一般容量较大的电动机应装设电流表,随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表,但也经常用钳形表测量。3. 监视电动机的电压电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关,以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡,特别是三相电源缺相,都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车,待查明原因,排除故障后再使用。4. 注意电动机的振动、响声和气味电动机正常运行时,应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动,噪音和焦臭气味,应停车进行检查修理。5. 注意传动装置的检查电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动,传动皮带是否有过紧、过松的现象等,如果有,应停车上紧或进行调整。6. 注意轴承的工作情况电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热,应检查润滑情况是否良好和有无磨损。7. 注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花电动机运行中,电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度,尤其是出现放电性的红色电弧火花时,将产生破坏作用,必须及时加以纠正。(四) 电动机的定期检查和保养为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下:(1) 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。(2) 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。(3) 定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。(4) 定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。(5) 定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。(6) 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在,都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏,使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰,发生这种故障,不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中,应经常检查绝缘电阻,还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。(7) 除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。四:结论电动机在我国的经济建设中担当着重要的角色,随着我国加入WTO后,我国电动机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源,保护环境出发,高效率电动机是目前国际发展的趋势。这样看来,推广中国的高效率电动机是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好,其影响可见一斑。本文着重从电动机的技术发展及现状、工作原理、运行维护进行了初略的探讨和分析,希望能给正在或即将从事电动机工作的人士一些帮助。五:参考文献1:张运波 刘淑荣 [工厂电气控制技术] 高等教育出版社 20042:许晓峰 [电机及拖动] 高等教育出版社 20043:李洋 孙晋 范翠香 [电动机使用与维修] 人民邮电出版社
·风力发电电能变换装置的研究 ·电流继电器设计 ·基于DSP的电力谐波测量装置的研究 ·电力现场图像监测系统设计 ·电力现场监测系统的设计 ·电力电子CAI课件的研制 ·电加热炉PLC温度自适应控制系统的研究 ·电加热反应釜生产过程控制 ·电机自动试验系统设计 ·电机起动方法及其软起动的研究 ·基于虚拟仪器的电机变频实验系统 ·电动汽车驱动电机及控制系统 ·电动机智能软起动控制系统的研究与设计(PLC) ·低压断路器智能式脱扣器设计 ·低压断路器操动机构的设计及优化 ·低压动态无功补偿装置的设计 ·低压变压器及其继电保护设计 ·倒立摆系统控制研究 ·倒立摆控制系统开发
1.带有储能装置的风电与水电互补系统的研究 尚志娟;周晖;王天华; 2.基于免疫优化多分类SVM的变压器故障诊断新方法 韩富春;高文军;廉建鑫3.综合利用SVC和风力发电机的风电场无功控制策略 赵利刚;房大中;孔祥玉4.一种新型的电压源逆变器并联控制策略 王立建;王明渝;刘洋;高文祥;5.无串联变压器型DVR模糊控制策略研究 王晶;徐玲玲;徐爱亲;徐幻南;6.计及天气的分布式电源对配电网可靠性的影响 李勇;刘俊勇;魏震波;刘友波7.蚁群算法在发电机动态参数聚合中的应用 张一荻;管霖;8.十二相同步发电机降阶等效模型研究 纪锋;王公宝;付立军;马凡;王瑞田9.配电网中的电力电子变压器研究 凌晨;葛宝明;毕大强;10.改进等微增率算法求解火电负荷分配问题的实用化研究与应用 李刚
《电力系统保护与控制》,原刊名《继电器》,创刊于1973年,是由许继集团有限公司主管、许昌继电器研究所主办、《电力系统保护与控制》杂志社编辑出版的电工技术类科技期刊,刊期为半月刊,文种为中英文,每月 1 日、 16 日出版,国内外公开发行。《电力系统保护与控制》杂志是美国工程索引(EI)核心期刊,中文核心期刊,中国科技核心期刊,美国剑桥科学文摘( CSA )收录期刊,英国科学文摘( SA,INSPEC )收录期刊,俄罗斯《文摘杂志》( AJ )收录期刊,“中国期刊方阵”双效期刊,河南省二十佳科技期刊,RCCSE中国核心学术期刊,中国知网全文收录期刊,万方数据库收录期刊,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,《CAJ-CD规范》执行优秀期刊。
推荐电力方面的报纸和杂志如下:1、《电力建设》杂志,所刊发的论文内容都是跟电力建设有关的技术和经验,创刊时间:1985年,出版发行地点:北京,主管单位是国家电网公司。现被俄罗斯、美国、英国等一些期刊数据库收录为检索期刊。2、《电力电子技术》是电力电子领域的核心期刊,杂志是陕西省核心期刊,兼顾了理论和应用,也多次荣获科技期刊一等奖。美国、波兰、日本一些期刊数据库收录并可检索。3、《电力系统自动化》杂志同样是国家电网公司主管的电力期刊,1977年江苏省南京市创刊,是江苏省核心期刊,多次荣获期刊奖项,该刊的创办利于促进电力工业科技进步。 此外还有《电力科学与技术学报》、《电力系统保护与控制》、《现代电力》等等期刊也是电力行业中核心级期刊。
电工技术核心期刊1.中国电机工程学报2.电力系统自动化3.电工技术学报4.电网技术5.电池6.电源技术7.高电压技术8.电工电能新技术9.中国电力10.继电器(改名为:电力系统保护与控制)11.电力自动化设备12.电力系统及其自动化学报13.电力电子技术14.高压电器15.微特电机16.电化学17.电机与控制学报18.华北电力大学学报19.变压器20.微电机21.电气传动22.磁性材料及器件23.电机与控制应用24.华东电力25.绝缘材料26.低压电器27.电瓷避雷器28.蓄电池29.电气应用30.大电机技术31.电测与仪表32.照明工程学报。
多年研究软起动器,发现软起动器对电动机的过载保护有些简单化,虽然说是反时限保护,但实际是采用定时分段的办法,有时误动作,有时烧电动机。对于电动机断续过载保护时由于电动机早已过热,那么它的过载能力已经减小,对于冷态的电动机来说,它的过载能力要比热态的电动机过载能力大的多。如果要真正反应电动机的过载能力又能对电动机起到过载保护就必需通过热积分,采用热记忆功能。这样才能保正系统的可靠性和保护的灵敏性。 两种典型的数学模型软起动器对电动机具有控制、保护、监测等功能,对电动机的热过载保护采用的反时限保护特性有多种数学模型,其中典型的有两类: (1)等I2t的时间电流特性 (2)IEC 60255-3[1]推荐的数学模型以上式中: Ir — 电流整定值I — 实际电流值t — 动作时间(s)K — 表征特性的常数α— 函数指数 脱扣器的控制方式脱扣器的控制方式可采用:(1)积分法以两种典型的数学模型为例,分别求积分值: 设定K1或K2的动作值,控制动作时间t。(2)查表法设定I—t对照表,根据当前I控制动作时间t。但是在实际运行中两种方法均存在弊端。如用积分法上述的两类数学模型都可能造成在低于动作值时仍能误动作;如用查表法在通常电流不断变化的情况下,很难合理的控制过载脱扣的延时时间。为了较好的解决低压断路器的智能控制器中长延时脱扣器的延时控制,本文试图按热保护的基本原理进行分析和探讨。 2 热保护的基本要求根据热平衡关系,电气设备的发热应等于散热与蓄热之和,即 (1)式中:P — 发热功率;Kr— 散热系数;S — 散热表面积;τ— 温升;c — 比热;G — 发热体重量;t — 时间。微分方程的解为:过载保护元件应在小于被保护电气设备温升允许值的设置值动作,断开电路。3 按热平衡原理整定过载长延时脱扣4 动作值和热时间常数的计算 动作值按电动机起动器和断路器的要求,k2应分别小于和,为同时满足这两种要求,并留有裕度,可取k2=~。由式(11)可取K=k22T(12)以K作为式(6)或(7)的截止值,当A≥K时控制器动作,实现长延时保护功能。式(9)和(10)可转换为: 热时间常数的计算在已知任意—N值下要求的tr值,即可计算T。 延时时间的计算按式(13)计算在不同过载电流下的延时时间,并考虑电流测量误差的影响,计算结果见表1(计算时取T=642s)。 5 动作值的测量和计算为测量智能脱扣器实态通电时的A值,可以采用数值积分的方法等间隔的测量电流和计算A值并与K值比较。设测量间隔为Δt,并且初始温升为0,由式(6)和(7) 上列各式中N可以为变量。逐次计算,逐次与k比较,直至Ax≥k时控制器动作。则 ……在有辅助电源的情况下,A值逐渐递减,直至软起动器重新起动,A值又开始递增;或辅助电源断开,A值清零。为防止过载脱扣后,软起动器在短时内的再接通并在短时内再分断,可设置一定的恢复时间,以保证在恢复时间内,软起动器不得起动。 6 测量误差分析对式(8)微分:对应表1中的计算值tr,在表2中列出p和f的相应值。表2 与表1中计算值tr对应的p和f值表2的误差传递系数f的估算值与表1的计算结果基本相符。由表1及表2可以看出在较低过载倍数下由电流测量误差所引起的延时时间误差较大。7 保护特性的斜率调节 建立数学模型为了满足不同的配合需要,现在有的制造厂提供了改变长延时保护特性斜率的调节功能[2]或参照IEC 60255标准提供了不同数学模型的保护特性。为了实现保护特性的斜率调节,本文推荐两种数学模型并用的方案。(1)基本数学模型经对比分析我们可以以式(7)作为基本保护特性的基本数学模型。(2)用于斜率调节的数学模型可选用国家标准GB (等同IEC 60255-3)推荐的数学模型用于斜率调节。根据GB : (16)式中:N=I/Ir 指数α可选K为常数现以三种斜率的保护特性为例:● A型反时限 tr=K/() (17)● B型反时限 tr=K/(N-1) (18)● C型反时限 tr=K/(N4-1) (19)K值可根据保护要求设定,或参照前述基本保护特性NIr(如N=2或N=6)对应的时间tr设定。 动作值的测量和控制将式(17)、(18)、(19)变换为A=t() (20)A=t(N-1) (21)A=t(N4-1) (22)在实际运行中可每经过一个等间隔Δt进行一次累加,逐次计算A值,逐次与K值比较,直至达到设定值K值,求出延时时间tr。以式(21)为例,设对应式(20)和(22)可以采用同样方法进行计算和控制。但是应用此方法计算有两个问题需要解决:(1)设定N的阈值通常在K的设定值范围,在N=的条件下,计算值tr很可能小于1h,不能满足软起动器要求。为了防止在及以下的误脱扣,需设定阈值,如设定Nd=,当N≤Nd时可仍按基本数学模型控制和计算。(2)阈值上下数学模型的转换如在N>Nd时,按式(20)~(22)的数学模型进行计算和控制。现举例说明如下● 保护特性取式(21),设定K=根据式(12)计算T值,取k2=在N≤Nd时按前面第4节所述方法进行计算和控制。在N>Nd时按式(21)的数学模型进行计算,如果在尚未达到动作值时电流又下降使N≤Nd,并且当前A值为Ay。则此后需按基本数学模型累加计算A值: (24)…………式中初始值Ay为原数学模型下保留的A值。以下按前面第4节所述方法进行计算和控制。如果此后又回复N>Nd条件,应重新按式(21)的数学模型计算和控制。在反复转换数学模型时不需改变K值和当前的A值。● 保护特性取式(22),设定K=1200根据式(12)计算T值,取k2=在N≤Nd时按前面第4节所述方法进行计算和控制。在N>Nd时按式(22)的数学模型进行计算,如果在尚未达到动作值电流又下降至N≤Nd,并且当前A值为Ay。则需按式(24)计算A值。如果此后又回复N>Nd条件,应重新按式(22)的数学模型计算和控制。在反复转换数学模型时不需改变K值和当前A值。 误差分析对式(16)微分 式(19)、(20)和(21)三种数学模型时间相对误差与电流相对误差之间的传递系数计算值见表3。 表3 三种数学模型时间相对误差与电流相对误差之间的传递系数计算值由表3中可见,当α=和α=1时在Nr≥的情况下,要满足延时时间的误差不超过±10%的要求并不困难;但是在α=4时,因特性曲线斜率值大,要达到同样的指标是有一定难度的,即使电流测量误差为±2%,再考虑K的控制误差和数值化整等因素,延时时间的误差也可能大于±10%。 8 结束语本文提出的一套利用数值积分法解决反时限保护特性的实时测量和控制方法,既可比较合理、方便的提供多种保护特性,又可较好的解决负载不断变化情况下的热记忆问题,还有助于提高长延时控制单元的抗干扰能力。由于在实时控制中,微处理器在很短时间内无法完成一些函数的复杂数学运算,本文中的一些计算公式和参数在工程计算中需要进行了变换和处理,在CMC系列软起动器中得到了应用,通过实际运行达到了理想的效果。
已把我毕业论文的一部分发给你了,应该是你想要的。还需要其它的说一声
摘 要直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率[1]。本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案,控制电路由软件实现系统的功能,取代传统的双闭环调速系统。系统用一台单片机及外部扩展设备代替原模拟系统中速度调节器、电流调节器、触发器、锁零单元和电流自适应调节器等,从而使直流调速系统实现数字化[2]。
恒温室房间温度PID控制研究摘要:某恒温实验室的恒温精度为27±℃,但是由于实验室的非凡性,恒温室的内外扰量多且某些随机扰量的大小难于确定,而导致了其恒温精度很难达到预期效果。为了解决这个问题,通过建立恒温室被控对象的数学模型求出其传递函数,然后采用参数寻优方法确定PID控制器的参数,最后采用MATLAB仿真的方法,研究恒温室内外扰量对房间温度的影响。通过研究,可以得出,当设备散热干扰量为17℃以及送风温度干扰量为℃,渗透风干扰量不大于℃时,PID控制才能保证恒温室的恒温精度。关键词:恒温室,PID控制渗透风干扰量参数寻优温度1前言随着科学技术的发展,各类精密产品的生产制造以及特种科学实验都要求具有特定的工作环境,恒温就成为了不可缺少的条件之一。目前我国常见的恒温室的恒温精度为±1℃及±℃,也有±℃。而一些高精度的恒温室如光学仪器厂的刻线室恒温精度已达到了±℃。但是在某些非凡的科学实验室不仅恒温精度很高,而且干扰量多如渗透风、设备散热、送风温度波动以及电热器供电电压的波动等,且某些干扰量如渗透风其最大值难于确定而没有采用相应的措施控制渗透风扰量,导致了房间温度的波动过大,结果使恒温室的恒温精度很难达到要求。如何使这些非凡的科学实验室恒温精度达到使用要求,也成为了恒温室的空调系统和控制系统设计的一个巨大的难题。由于传统的PID控制算法,其运算简单、调整方便、鲁棒性强,在过程控制中,这种控制算法仍占据相当重要的地位.故目前恒温室的空调系统大部分采用PID控制。但PID控制的效果如何,在很大程度上是取决于控制器参数的正确整定。为此,人们提出了各种不同的参数整定方法,如误差积分最小、固定衰减比、极点配置等方法.这些方法主要是用经典控制理论中的一些设计方法或者依靠现场试验方法来进行PID控制器参数的计算与整定.显然,这就要求操作人员具有较高的理论基础和现场调试经验.而且,被控对象模型参数难以确定以及系统性能稳定性较差,则需频繁地进行参数整定,这必将影响系统的正常运行。对于这些非凡的空调房间温度的控制,由于被控对象具有较大的惯性和迟延,且受各种因素变化的影响,因此对象的传递函数具有非线性和时变特性,采用传统的PID控制难于取得较好的控制效果。本文采用单纯形法寻优PID参数,然后采用MATLAB仿真确定渗透风干扰量的最大值,PID控制才能保证恒温室的恒温精度。2工程概况恒温室建筑面积625m2,层高8m,总送风量27500m3/h,送风温度15℃,房间设计温度27±℃,设备散热量135KW,恒温室建筑墙体、地板采用绝热材料,渗透风来自外部房间其设计温度26±1℃。3恒温室空调过程建模1恒温室空调系统被控对象的数学模型要对一个恒温室空调系统被控对象进行控制,须为其建立一个合适的数学模型。使用数学语言对实际对象进行一些必要的简化和假设:由于该恒温室建筑墙体、地板采用绝热材料,故室内外墙体和地板热量传递忽略不计。恒温室顶棚由盖板组成,存在缝隙,考虑有一定的渗透风,其他地方如门窗的渗透风忽略不计。假如不考虑执行机构的惯性和室温调节对象的传递滞后,根据能量守恒定律,单位时间内进入对象的能量减去单位时间内由对象流出的能量等于对象内能量蓄存量的变化率,表达式和图1如下所示:图1室温自动调节系统数学表达式为:式中:Chrr——恒温室的热容;C——空气的比热;GS——送风量;θ0’——电加热器前的送风温度;θ1——室内空气温度,回风温度;QE——电加热器的热量;Qm——设备散热量;QI——渗透风带入的热量;由式QI=GIcit式中:GI——渗透风量;θIt——渗透风空气温度;cIt——渗透风空气的比热。把式代入式,整理得式中:T1——调节对象的时间常数,T1=Chrr/;K1——调节对象的放大系数,K1=GSc/;θE——电加热器的调节量,换算成送风温度的变化,θE=QE/GSC;θf——干扰量换算成送风温度的变化,;θf‘——送风温度干扰量,θf‘=θ0“θIf——渗透风的干扰量,θIf=QI/GSC;θMf——设备散热量的干扰量,θMf=QM/GSC。由式拉普拉斯变换,得假如考虑被控对象传递滞后,则恒温室空调过程的传递函数为:2感温元件和执行调节机构的传递函数感温元件采用热电阻,根据热平衡原理,其热量平衡方程式:式中:C2——热电阻的热容;θ2——热电阻温度;q2——单位时间内空气传给热电阻的热量;α2——室内空气与热电阻表面之间的换热系数;F2——热电阻的表面积;θ1——室内空气温度,回风温度。由式拉普拉斯变换,可得感温元件的传递函数:同样执行调节机构的传递函数:3恒温室特性参数及其他参数的确定恒温室特性即房间的特性,用传递滞后τ、时间常数T1和放大系数K1这三个参数来表示。时间常数T1和放大系数K1由式,η=4,GI=GS×3%,通过式,式计算可以得到,T1=18分,K1=。传递滞后τ由经验公式τ/T1=通过计算则得τ=35分由参考文献的附表6-可以得到感温元件的时间常数和不灵敏区为T3=50秒,2ε=℃。电加热器的比例系数K2=△θ/△N=,T2=50秒。4单纯形法寻优方法控制系统参数最优化是指对被控对象已知、控制器的结构和形式已确定,需要调整或寻找控制系统的某些参数使整个控制系统在某一性能指标下最佳。单纯形法的思想很简单,若要求一个函数的最大点,则可先计算若干点处的函数值,进行比较,并根据它们的大小关系确定函数的变化趋势作为搜索的参考方向,然后按参考方向搜索直到找到最小值为止。在三维空间内取不同一平面的四个点构成单纯形,如图3所示。图2三维空间的单纯形这四个点X0、X1、XX3对应的函数值为F0、FFF3,比较可看出最大者,则对应点X3作为差点,由此可以推测好点在差点XH的对称点XR处的可能性最大,然后计算XR处的函数值FR,若有FR≥max,说明从XH前进的步长太大,XR并不一定比XH好,因此可以压缩步长在XH与XR之间找一点XS为新点,然后X0,F1,F2中最大者说明情况有所改善,但前进和步长可能还不够,还可以加大步长得XH与XR延长线上的一点XE,若XE对应的函数FE小于FR则以XE作为新点,并以X0、X1、X2构成新的单纯形。最后比较构成新的单纯形的各点处的函数值,若其中最大者和最小者之间的相对差小于预先给定的数E,则说明最小值已经找到,否则继续重复上述步骤直到找到止。5恒温室控制系统仿真整个室温自动调节系统包括调节对象,调节器、感温元件以及PID控制器。根据参数计算结果,最后得到恒温室恒温控制系统如图3所示。图3恒温室恒温控制系统仿真框图?恒温室实验设备散热量相当稳定,由式计算可得,设备散热量干扰量θMf=17℃是稳定的扰量。而送风温度干扰量主要包括电加热器供电电压的波动和换热器冷冻水温度的波动以及管道温升等引起的送风温度的变化,其值为℃。渗透风干扰量是随机扰量,其随着恒温室外面的房间温度的变化和渗透风风量的变化而变化,它是影响恒温室的房间温度最重要的因数。当渗透风干扰量分别℃、℃、℃、℃时,PID控制的仿真曲线如图4-图7所示。图4θIf为℃时PID控制的仿真曲线图5θIf为℃时PID控制的仿真曲线图6θIf为℃时PID控制的仿真曲线图7θIf为℃时PID控制的仿真曲线分析图4-图可以得出:当渗透风扰量θIf不大于℃时,恒温室房间温度波动小于℃,满足恒温室的恒温精度要求。但是当渗透风扰量θIf为℃时,恒温室房间温度波动大于℃,超出答应的波动范围。6结论通过以上的仿真和分析,可以得出:恒温实验室的恒温精度为27±℃,但是由于实验室的非凡性,恒温室的内外扰量多,只有当设备散热干扰量为17℃以及送风温度干扰量为℃,渗透风干扰量不大于℃时,PID控制才能保证恒温实验室的恒温精度,达到使用的要求。=============Room temperature PID control of room temperatureAbstract: A temperature accuracy of laboratory temperature 27 ± ℃, but because of the extraordinary nature of the laboratory, constant temperature room and the volume inside and outside the interference of some random disturbance difficult to determine the size of the volume, which led to the accuracy of its temperature is very difficult to achieve the desired effect. To solve this problem, through the establishment of constant temperature room was charged with the mathematical model of the object to derive its transfer function, and then used to determine optimal parameters of PID controller parameters, and finally the use of MATLAB simulation method to study indoor and outdoor temperature the amount of room disturbance temperature. Through research, can be drawn, when the equipment cooling capacity of 17 ℃ interference and disruption of supply air temperature ℃, the volume of infiltration air interference at ℃ not more than, PID temperature control room in order to ensure the accuracy of the thermostat. Key words: constant temperature room, PID control parameters of the infiltration volume of wind interference temperature optimization 1 Introduction With the development of science and technology, various types of manufacturing precision products and the special requirements of scientific experiments are with a specific working environment has become a heated one of the conditions indispensable. At present, the temperature of our common room temperature accuracy of ± 1 ℃ and ± ℃, also ± ℃. And some, such as high-precision optical instrument factory room temperature of the engraved line has reached room temperature accuracy of ± ℃. However, in some extraordinary precision scientific laboratory is not only a high temperature, and interference, such as infiltration of the wind volume, equipment cooling, supply air temperature fluctuations, as well as electric heaters, such as supply voltage fluctuations, and some amount of interference, such as wind penetration of its difficult to determine the maximum value without the use of appropriate measures to control the amount of infiltration of the wind disturbance, leading to fluctuations in room temperature is too large, resulting in the constant temperature room thermostat accuracy requirement is very difficult to achieve. How to make these remarkable scientific accuracy of the use of constant temperature laboratory requirements, but also become a constant temperature room air-conditioning system and control system design of a huge problem. As a result of the traditional PID control algorithm, the computation is simple, convenient adjustment, robustness, and in process control, this control algorithm is still occupied a very important position. Therefore, the current room temperature most of the air-conditioning system using PID control. However, the effects of PID control to a large extent depends on the correct controller parameter tuning. To this end, the people made a variety of parameter tuning methods, such as minimum error integral, fixed attenuation ratio, pole placement and other methods. These methods are mainly used in classical control theory a number of design methods or testing methods rely on the scene to carry out PID control parameters of the calculation and setting. Obviously, this requires the operator has a higher theoretical basis and field testing experience. Moreover, the plant model parameters it is difficult to determine system performance, as well as less stable, it would take frequent tuning parameters, This will affect the normal operation of the system. For these extraordinary control of an air-conditioned room temperature, due to a larger plant with inertia and delay, and by the impact of changes in a variety of factors, so the object of the transfer function with nonlinear and time-varying characteristics, using the traditional PID control difficult to obtain a better control effect. Simplex method using PID parameter optimization, and simulation using MATLAB to determine the amount of infiltration of the maximum wind disturbance, PID control room temperature in order to ensure the accuracy of the thermostat. 2 Project Overview Constant temperature room floor area of 625m2, storey 8m, total air volume of 27500m3 / h, air temperature 15 ℃, room design temperature 27 ± ℃, heat dissipation equipment 135KW, constant temperature room building wall, floor insulation materials used, the wind penetration to Since the design of external room temperature 26 ± 1 ℃. 3 air-conditioned room temperature process modeling A constant temperature room air-conditioning systems charged with the mathematical model of the object To a constant temperature room air-conditioning system to control the object to be suitable for the establishment of a mathematical model. The use of mathematical language of the actual number of objects necessary to simplify and assumptions: Room temperature due to the building wall, floor insulation materials used, the indoor and outdoor wall and floor heat transfer is negligible. Room temperature by the flat roof of the existence of the gap, taking a certain degree of infiltration of wind, such as doors and windows in other parts of the wind penetration is negligible. If agencies do not consider the implementation of the inertia and temperature regulation of the transmission lags behind the target, according to the law of conservation of energy, per unit time into the object of energy per unit time minus the outflow of energy from the target object with the same energy with the rate of change of the stock, the expression and Figure 1 as follows: Figure 1 at room temperature automatic adjustment system Mathematical expression is: Where: Chrr - room temperature heat capacity; C - specific heat of air; GS - air traffic; θ0' - electric heater before the air temperature; θ1 - indoor air temperature, return air temperature; QE - the heat electric heater; Qm - equipment heat dissipation; QI - the infiltration of heat into the wind; QI = GIcit by type Type in: GI - the infiltration air flow; θIt - air temperature wind penetration; cIt - the air infiltration heat wind. Skill into the style, finishing a Where: T1 - the object of regulation time constant, T1 = Chrr /; K1 - adjust object magnification factor, K1 = GSc /; θE - regulation of electric heater volume, converted into changes in air temperature, θE = QE / GSC; θf - converted to interfere with the volume of supply air temperature changes ; θf' - interfere with the volume of supply air temperature, θf '= θ0 " θIf - interfere with the volume of wind penetration, θIf = QI / GSC; θMf - equipment heat dissipation capacity of the interference, θMf = QM / GSC. Laplace transform by the style, too If the accused objects to consider transmission lag, then the process of constant temperature air-conditioned room for the transfer function: 2 temperature components and the implementation of the transfer function of regulating agencies Temperature components using thermal resistance, according to the principle of heat balance, the heat balance equation: Where: C2 - thermal resistance of the heat capacity; θ2 - thermal resistance temperature; q2 - units of air time to the thermal resistance of heat; α2 - indoor air and thermal resistance between the surface heat transfer coefficient; F2 - thermal resistance of the surface area; θ1 - indoor air temperature, return air temperature. Laplace transform by type, available thermal transfer function components: Regulating agencies to implement the same transfer function: 3 Room temperature characteristics and other parameters to determine Room temperature properties of the characteristics of that room, with delivery lags τ, time constant T1 and the magnification factor of these three parameters K1 said. Time constant T1 and the magnification factor K1 By type, η = 4, GI = GS × 3%, through the ceremony, can be calculated, T1 = 18 minutes, K1 = . Transmission lag τ By the empirical formula by calculating the τ/T1 = is a τ = 35 minutes References schedule from 6 - temperature components can be time constant and dead-zone for the T3 = 50 seconds, 2ε = ℃. The ratio of electric heater coefficient K2 = △ θ / △ N = , T2 = 50 seconds. 4 simplex optimization method Control system parameters optimization refers to the object known, controls the structure and form have been identified, need to adjust the control system or to find some of the parameters so that the whole control system of performance indicators in a best. Simplex method of thinking is very simple, if the maximum point of a function may be a number of points to calculate the function values, for comparison, and in accordance with their function to determine the size of the relationship between changes in the trend of the reference as a search direction, and then by reference to the direction of the search until you find the minimum value so far. Three-dimensional space in a plane different from the four points constitute a simplex, as shown in Figure 3. Figure 2 Three-dimensional simplex space These four points X0, X1, XX3 corresponding value is a function of F0, FFF3, comparison can be seen the largest, then the corresponding point as almost X3, it can be a good point that in the nearly symmetric point XH Department is most likely to XR , and then calculating the value function XR Department FR, if FR ≥ max, from the XH big step forward, XR is not necessarily better than the XH, the compression step can be in between the XH and XR point to find the new XS point X0, F1, F2 largest note in the situation has improved, but step forward and might not be enough, you can increase the step-by-step look XH and XR point to extend the online XE, if XE corresponding FE function of small while in the FR as a new point of XE, and X0, X1, X2 constitute a new simplex. Finally, constitute a new comparison of the simplex function value point, if one of the largest and the smallest relative difference between the pre-less than a given number of E, then the minimum has been found, otherwise continue to repeat the above steps until you find the only. 5 Room temperature control system simulation Automatic adjustment of the temperature regulation system includes objects, regulators, and the PID temperature controller components. The calculation results based on parameters, and finally to be room temperature thermostat control system shown in figure 3. Figure 3 Room temperature thermostat control system simulation block diagram? Room temperature a considerable amount of laboratory equipment, heat stability, available from the computing equipment interfere with heat dissipation capacity θMf = 17 ℃ traffic disturbance is stable. Interfere with the volume of supply air temperature and the main electric heater supply voltage fluctuations and the chilled water heat exchanger, as well as fluctuations in temperature, such as pipeline temperature rise caused by changes in air temperature, its value is ℃. Interfere with the volume of air infiltration is the amount of random disturbance, the room with the outside temperature changes in room temperature and the amount of infiltration风风changes, it is the impact of room temperature room temperature the most important factor. When the infiltration of wind interference respectively ℃, ℃, ℃, ℃, when, PID control of the simulation curve in Figure 4 - as shown in Figure 7. Figure ℃ when 4θIf for the simulation curve of PID control Figure ℃ when 5θIf for the simulation curve of PID control Figure ℃ when 6θIf for the simulation curve of PID control Figure ℃ when 7θIf for the simulation curve of PID control Analysis of Figure 4 - plans can be drawn: When the volume of infiltration θIf wind disturbance is not more than ℃, the temperature fluctuations in room temperature of less than rooms ℃, room temperature thermostat to meet accuracy requirements. However, when the volume of infiltration air disturbance θIf for ℃, the temperature fluctuations in room temperature greater than room ℃, beyond the agreed scope of the fluctuations. 6 Conclusion Through the above simulation and analysis, can be drawn: Temperature accuracy of laboratory temperature 27 ± ℃, but because of the extraordinary nature of the laboratory, both inside and outside the room temperature volume disturbance, interference only when the cooling equipment of air temperature of 17 ℃ and the interference of ℃, wind penetration interfere with the volume of not more than ℃, when, PID temperature control to ensure the accuracy of laboratory temperature, to achieve the requirements of use.【这是我在网上找的,希望可以帮助你】
温室房间温度PID控制研究摘要:某恒温实验室的恒温精度为27±℃,但是由于实验室的非凡性,恒温室的内外扰量多且某些随机扰量的大小难于确定,而导致了其恒温精度很难达到预期效果。为了解决这个问题,通过建立恒温室被控对象的数学模型求出其传递函数,然后采用参数寻优方法确定PID控制器的参数,最后采用MATLAB仿真的方法,研究恒温室内外扰量对房间温度的影响。通过研究,可以得出,当设备散热干扰量为17℃以及送风温度干扰量为℃,渗透风干扰量不大于℃时,PID控制才能保证恒温室的恒温精度。
给你两种方法:1. 数学建模仿真法. 选定采样周期,根据你的控制像 (电流 电压 微秒极, 速度 ms级, 温度 流量 位置 秒级) 对控制对象建立数学模型 (用matlab等工具) 调整参数.2. Ziegler-Nichols方法试凑PID参数 第2种在工程中最有效
毕业论文 (设计)指导书(适用于2007届电子信息工程、计算机控制专业)目 录毕业论文(设计)任务书一.毕业论文(设计)的目的和任务二.毕业论文(设计)的程序和步骤三.毕业论文(设计)的结构与要求四.毕业论文(设计)的指导工作及对学生的要求五.毕业论文(设计)与答辩的时间安排六.毕业论文(设计)成绩的评定七.毕业论文(设计)参考选题八.附件山东水利职业学院 信息工程系2007届学生毕业设计(论文)任务书指导教师 职 称 需要学生人数及专业课题名称课题内容及意义对学生的要求进度安排参考文献备注:学生分为计算机应用、电子信息、网络技术、计算机控制等专业。一.毕业论文(设计)的目的和任务根据国家教育部的要求,高等学校毕业生在毕业前要进行撰写论文或进行毕业设计(统称毕业环节),这是高等教育不可或缺的一个重要环节。毕业环节注重理论与实践相结合,将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来,培养学生解决实际问题的能力,同时也增强了学生适应实际工作的能力,是迈向实际工作岗位前的一次重要演练。通过毕业论文(设计),使学生运用所学的软、硬件知识,独立分析解决计算机应用的实际问题,掌握应用软件开发的基本模式和步骤,以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。学生论文(设计)要完成的任务是:1.根据所选毕业论文(设计)的题目,到各有关单位进行现场实习和调研,搜集并整理有关资料、文献。2.根据实习和调研所掌握的资料,对论文(设计)题目中所涉及的问题进行分析论证,提出见解,编写应用程序,最终完成论文(设计)。二.毕业实习与论文(设计)的程序和步骤:毕业论文(设计)的工作大致可分为如下阶段:(一)选题阶段根据给出的论文题,按自身的理解和对题目的熟悉程度,填报论文题目,学生也可自行选择未给出的论文题。学生须明确所选题目的要求及深度。学校根据学生填报的毕业论文(设计)志愿,在综合评定后,最终确定学生的论文题目,并指定指导教师。自选题须经指导教师认证。(二)撰写论文阶段在教师的指导下,对所选题目目前的状况及用户的要求进行需求分析,提出解决方案,画出系统流程图,编写程序,进行上机调试,最终完成论文(设计)。(三)毕业答辩阶段学生按期做完毕业论文(设计)后,交给指导教师审阅,教师要写出审阅意见,并在论文上签字。在没有特殊情况下,学生均须进行毕业答辩。答辩按以下程序进行:1.学生向答辩委员会报告本人论文的主要内容;2.答辩委员会和参加老师对论文提出问题;3.学生对所提问题进行答辩;4.答辩委员会给出答辩成绩。三.毕业论文(设计)的结构与要求◆毕业论文或毕业设计报告字数不少于12000字◆毕业论文(设计)任务书◆目录◆中文摘要◆英文摘要(Abstract)(可选)◆前言:本课题研究的意义、国内外相关课题的状况介绍等。◆系统的需求分析:系统需求、本课题任务及目的等。◆系统开发工具:本课题使用的软件工具介绍等。◆系统设计与开发:本课题程序结构、数据结构、算法、系统开发流程、主要模块及其原程序注释、遇到的问题及解决方案等。◆代码调试与系统测试:应用程序测试、系统测试等。◆总结:系统的功能、使用说明、存在的问题、收获和体会等。◆附录◆参考文献四、毕业论文(设计)的指导工作及对学生的要求(一)指导教师的主要工作指导学生拟定论文进度,布置给学生应完成的工作并检查其执行情况,每周至少半天时间对所带学生进行指导。引导学生拟定论文提纲,帮助学生分析论文所涉及的问题,对方案的可行性、流程的正确性、程序的严谨性等进行审查,并提出意见,做好论文的审阅和学生的释疑工作。(二)对学生的要求1、拟定个人工作计划,搜集、阅读、分析、整理有关资料;2、复习有关专业理论及编程需用的程序语言,做好实习、撰写论文准备工作。3、在毕业环节过程中,要严肃认真,积极主动,独立思考,努力钻研。对论文内容要充分理解和把握,要有自己的独立见解,不应简单抄袭资料。做好答辩的准备工作。4、遵守实习、劳动纪律,注意安全。服从教师指导,虚心向实习单位的工作按质、按量、按期完成毕业论文。五.毕业论文(设计)与答辩的时间安排序号 专业名称 毕业设计时间 备注1 电子信息专业(04级普通、对口) 第10周~第18周()2 计算机控制及应用专业(04级普通) 第10周~第18周()答辩时间另行通知。以上时间如有变化,会及时通知。六.毕业论文(设计)成绩的评定毕业论文的成绩分为:优、良、中、及格、不及格五级。毕业论文的成绩将综合考虑毕业环节个人表现、论文水平及毕业答辩的情况。七.毕业论文(设计)参考选题设计题目一 三相异步电动机转速控制系统1、 任务设计一个小型计算机控制系统,控制三相异步电动机的转速。要求在一定范围内电机转速保持在设定转速上。2、要求(1)、电机转速控制范围为0-1200RPM。(2)、要求设置相应的按钮使用户能够设置电机转速、算法参数大小以及电机的启动和停止等。(3)、电机控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等。(4)、电动机的转速调整通过晶闸管调压模块调整加到三相交流异步电动机的电压来实现。(5)、要求在系统处于稳定状态时,系统的设置值与实际输转速之间的误差(即稳态误差)控制在15%以内。设计题目二 电烤箱温度控制系统1、任务设计一个电烤箱温度控制系统,要求在一定范围内电烤箱温度保持在设定温度上。2、要求(1)、温度范围为0-200℃。(2)、温度值、控制参数等可以手动设置并能显示设定温度、实际温度、控制参数等(3)、系统的启动和停止等操作可以通过键盘控制。(4)、温度控制精度要求在正负5℃。设计题目三 自动往返小车的设计1、任务设计制作一款具有智能判断自动往返功能的小车,能沿设定轨道自动往返。路长20厘米,并在路的两边贴有黑线轨道,路中间贴有数片铁片,路两头有路障。2、要求(1)、能在路两头自动往返行驶(2)、寻迹功能(按路面的黑色轨道行驶)。(3)、检测路面所放置的铁片的个数的功能。(4)、计算并显示所走的路程和行走的时间,并可发声发光。设计题目五、自动水温控制系统1、任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定的温度基本不变。2、要求(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。(2)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。(3)用十进制数码管显示水的实际温度。设计题目六、数字式工频有效值多用表1、任务设计并制作一个能同时对一路工频交流电(频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波)的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见附图。2、要求(1)测量功能及量程范围a、 交流电压:0~500V;c、 有功功率:0~25kW;d、 无功功率:0~25kvar;e、 功率因数(有功功率/视在功率):0~1 。为便于本试题的设计与制作,设定待测0~500V的交流电压、0~50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0~5V的交流电压。(2)准确度a、 显示为 位(~),有过量程指示;b、 交流电压和交流电流:±(%读数+5个字),例:当被测电压为300V时,读数误差应小于±(%×300V+)=± ;c、 有功功率和无功功率:±(%读数+8个字);d、 功率因数:± 。(3)功能选择:用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示设计题目七、液体点滴速度监控装置1、任务设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置,示意图如右图所示。2、要求(1)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个数显装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。(2)通过改变h2控制点滴速度,如右图所示;也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示,设定范围为20~150(滴/分),控制误差范围为设定值 ±10% ±1滴。(3)调整时间≤3分钟(从改变设定值起到点滴速度基本稳定,能人工读出数据为止)。(4)当h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。3、说明(1)、控制电机类型不限,其安装位置及安装方式自定。(2)、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶(瓶中为无色透明液体)。(3)、受液瓶用升的饮料瓶。(4)、 点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器(滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±)。(5)、赛区测试时,仅提供医用移动式点滴支架,其高度约,也可自带支架;测试所需其它设备自备。(6)、滴速夹在测试开始后不允许调节。(7)、发挥部分第(2)项从站功能中,c中的“异常情况”自行确定。设计题目八、自动控制升降旗系统1. 任务设计一个自动控制升降旗系统,该系统能够自动控制升旗和降旗,升旗时,在旗杆的最高端自动停止;降旗时,在最低端自动停止。自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动,该系统有两个控制按键,一个是上升键,一个是下降键。2. 要求(1)、按下上升按键后,国旗匀速上升;上升到最高端时自动停止上升;按下下降按键后,国旗匀速下降,下降到最低端时自动停止。(2)、能在指定的位置上自动停止。(3)、为避免误动作,国旗在最高端时,按上升键不起作用;国旗在最低端时,按下降键不起作用。(4)、升降旗的时间均为43秒钟,与国歌的演奏时间相等。(5)数字即时显示旗帜所在的高度,以厘米为单位,误差不大于2厘米。附件一:山东水利职业学院 信息工程系毕业论文(设计)撰写规范一、论文印装(一)装订要求论文一律用A4(210mm279mm)标准大小的白纸打印并装订(左装订)成册。论文在打印时,要求纸的四周留足空白边缘,以便装订和批注。每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm,下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。(二)字体要求1. 论文标题: 小2宋体字,黑体;小标题1: 小3宋体字,黑体;小标题2: 4号宋体字,黑体;2. 正文标题: 参考(五)正文部分;3. 正 文: 小4宋体字;4. 参考文献: 5号宋体字;5. 英文摘要: 标题:小3, 正文:小4,字体 :Times New Roman二、论文结构及要求毕业论文由以下部分组成:1.封面;2.毕业设计(论文)任务书;3.中文摘要;4.英文摘要;5.目录;6.正文;7.结论;8.致谢;9.参考文献;10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。(一)封面及毕业设计(论文)任务书封面是论文的外表面,提供应有的信息,并起保护作用。封面上包括下列内容:1.论文题目,用三号宋体字标注在题目栏;2.论文的作者和指导教师;3.所属系(部、中心)、专业、年级、学号。论文封面(见附件八)。任务书由指导教师填写,经系(部、中心)或教研室主任签字后生效。(二)中英文摘要(中文在前,英文在后)及关键词摘要是论文内容的简要陈述,应尽量反映论文的主要信息,内容包括研究目的、方法、成果和结论,不含图表,不加注释,具有独立性和完整性。中文摘要一般为300 字左右,英文摘要应与中文摘要内容完全相同。“摘要”字样位置居中。关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中选取出的用以表示全文主题内容信息的词或词组。关键词包括主题和自由词:主题词是专门为文献的标引或检索,尽量从《汉语主题词表》中选用;自由词则是未规范化的即还未收入主题词表中的词或词组。每篇论文中应列出3~5个关键词,它们应能反映论文的主题内容。其中主题词应尽可能多一些,关键词作为论文的一个组成部分,列于摘要段之后。撰写要求有英文摘要的论文,还应列出与中文对应的英文关键词(Key words)。关键词排在摘要正文部分下方。(三)目录目录按三级标题编写,要求层次清晰,且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。(四)绪论1.绪论其目的是向读者交代本研究的来龙去脉,作用在于使读者对论文先有一个总体的了解。绪论要写得自然、概括、简洁、确切。2.绪论的内容有如下几项:(1)研究的目的、范围和背景。(2)理论依据、实验基础和研究方法。(3)预期的结果及其地位、作用和意义。(五)正文正文是论文的核心部分,论文的论点、论据和论证都在这里阐述,因此它要占主要篇幅。由于论文作者的研究工作涉及的学科、选题、研究对象和研究方法、工作进程、结果表达方式等差异很大,所以对正文中要写的内容不作统一规定;但总的思路和结构安排应当符合“提出论点,通过论据或数据对论点加以论证”这一共同的要求。正文必需客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明。1.对正文主题的要求(1)主题新颖,研究、解决、创立需研究和解决的问题。(2)主题深刻,抓住问题的本质,揭示事物的主要矛盾,总结出事物存在、运动、变化和发展的客观规律。(3)主题集中,一篇论文只有一个中心,要使主题集中,凡于本文主题无关或关系不大的内容不应涉及,不过多阐述,否则会使问题繁杂,脉络不清,主题淡化。(4)主题鲜明,论文的中心思想地位突出,除了在论文的题目、摘要、前言、结论部分明确地点出主题外,在正文部分更要注意突出主题。2.对结构的要求论文撰写通行的题序层次大致有以下几种格式:第一种 第二种 第三种 第四种一、 第一章 第一章 1.(一) 一、 第一节 . (一) 一、 (1) 1. (一) (1)格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段,撰写毕业论文可任选其中的一种格式,但所采用的格式必须符合上表规定,并前后统一,不得混杂使用。格式除题序层次外,还应包括分段、行距、字体和字号等。第一层次(章)题序和标题居中放置,其余各层次(节、条、款)题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次(章)题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间,段落和层次标题以及各段落之间均为单倍行距。第一层次(章)题序和标题用小三号宋体字,黑体。题序和标题之间空两个字,不加标点。第二层次(节)题序和标题用四号宋体字,黑体。第三层次(条)及以下各层次题序及标题一律用小四号宋体字,黑体。(六)结论结论即结束语、结语,是在理论分析和实验验证的基础上,通过严密的逻辑推理得出的有创造性、指导性、经验性的结果描述。结论作为单独一章排列,但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结,应以简练的文字说明论文所做的工作,一般不超过两页。(七)致谢对指导教师和给予指导或协助完成毕业设计(论文)工作的组织和个人表示感谢。文字要简捷、实事求是,切忌浮夸和庸俗之词。(八)主要参考文献1.参考文献参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。参考文献应具有权威性,要注意引用最新的文献。参考文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序,依次列出。2.参考文献的表示格式为:著作:[序号]作者.译者.书名.版本.出版地:出版社,出版时间.引用部分起止页期刊:[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页会议论文集:[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地:出版者.出版时间.引用部分起止页例:[1] 刘国均,陈绍业.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社,1957[2] 傅秉义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:科学出版社,1958,447[3] 华罗庚,王元.论一致分布与近似分析.中国科学,1973(4):339~357三、其他要求(一)表格论文的表格可以统一编序(如:表15),也可以逐章单独编序(如:表),采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。表序必须连续,不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐,相邻栏内的数值相同时,不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词,应一一重新标注。表序和表题置于表格上方中间位置,无表题的表序置于表格的左上方或右上方(同一篇论文位置应一致)。(二)图插图要精选。图序可以连续编序(如 图52),也可以逐章单独编序(如 图),采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一,图序必须连续,不得重复或跳跃。仅有一图时,在图题前加‘附图’字样。毕业设计(论文)中的插图以及图中文字符号应打印,无法打印时一律用钢笔绘制和标出。由若干个分图组成的插图,分图用a,b,c,……标出。图序和图题置于图下方中间位置。(三)公式论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号,序号一律用阿拉伯数字连续编序(如:(45))或逐章编序(如()),序号排在版面右侧,且距右边距离相等。公式与序号之间不加虚线。(四)数字用法公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量,均用阿拉伯数字。年份不能简写,如1999年不能写成99年。数值的有效数字应全部写出,如:;不能写作;2。(五)软件软件流程图和原程序清单要按软件文档格式附在论文后面。(六)工程图按国标规定装订图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内,大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。(七)计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。(八)附录1.附录附录是论文主体的补充项目,为了体现整篇论文的完整性,写入正文又可能有损于论文的条理性、逻辑性和精炼性,这些材料可以写入附录段,但对于每一篇论文并不是必须的。2.附录大致包括如下一些材料:(1)比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点,建议可以阅读的参考文献的题录,对了解正文内容有用的补充信息等;(2)由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料;(3)一般读者并非必要阅读,但对本专业同行很有参考价值的资料;(4)某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件等。(5)附录段置于参考文献表之后,附录中的插图、表格、公式、参考文献等的序号与正文分开,另行编制,如编为“图1”,“图2”;“表1”,“表3”;“式(1)”,“式2”;“文献[1]”,“文献[2]”等。四、毕业设计(论文)装订顺序(一)毕业设计(论文)封面(二)毕业设计(论文)任务书(三)中文摘要、关键词(四)英文摘要、关键词(五)目录(六) 正文(七) 附录(八) 封底
基于PLC的三相步进电动机控制系统字数:8923,页数:29 论文编号:ZD096 [摘要] 本文阐述了三菱公司生产的具有高性能价格比的微型可编程控制器三菱FX2N系列PLC,设计实现三相步进电动机正反转、加速、减速以及步数的控制系统。该系统充分利用了培训中讲述的可编程控制器(PLC)的多方面设计知识和方法,使得该系统可靠稳定,使其应用范围得到扩展。[关键词] 可编程控制器 PLC 三相步进电机系统[abstract] This article elaborated the Mitsubishi Corporation produces has the high performance price compared to miniature programmable controller Mitsubishi FX2N series PLC, the design realizes three-phase step-by-steps the electric motor to reverse, the acceleration, the deceleration as well as the step control system. This system has used the programmable controller which fully in training narrated (PLC) various design knowledge and the method, cause this system reliably stable, enables its application scope to obtain the expansion. [key word] programmable controller PLC three-phase step-by-steps the electrical machinery system 目 录摘要 1第一章 PLC 简介 PLC的发展历程 5第二章 三相步进电动机的基础知识 选题背景 三相步进电机简介 三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的正反转控制 三相异步电机的调速 18第三章 三相步进电机的控制 控制要求 怎样实现控制要求 PLC硬件的实现 I/O的分配 I/O的外部接线 20 PLC软件的实现 20第四章 系统整体调试 硬件安装 软件调试 27第五章 结束语 28第六章 参考文献 29以上回答来自:
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