（定稿）机电工业园区项目备案立项报告9（喜欢就下吧） ㊣ 精品文档 值得下载

文参考文献王世刚，直接搭建转换平台，用示波器观察见图，经验证，转换后的波形含有采样零阶保持环节为采样周期，与源波形大体致，符合和转换要求。

式式计算机控制系统课程设计图转换器设计仿真图图转换器设计仿真图计算机控制系统课程设计图和整体仿真图图给定高度波形图计算机控制系统课程设计图转换器输出数字量波形图图转换器输出模拟量波形图计算机控制系统课程设计双线性变换低通滤波设计在实际传输过程中，外部噪声干扰是不可忽略的部分，我们在此采用双线性变换进行滤波，选取低通滤波传递函数，其中为主要杂波频率。

根据双线性变换公式采样周期式中将双线性变换得同样，我们选取给定高度为且经过和转换后的波形，波形图见图。

双线性变换低通滤波电路不接入原系统，同时假定输入的杂波为频率，振幅为的正弦波见图，整体仿真图见图，并利用式获得双线性变换公式，采用进行配置见图，未经处理的波形见图，经过双线性低通滤波的波形见图。

经验证，滤波效果较好，基本不含杂波。

图噪声波形图正弦波产生，频率太大，波形失真式式计算机控制系统课程设计图双线性变换仿真图图双线性变换配置图计算机控制系统课程设计图未滤除杂波图图滤除杂波波形图计算机控制系统课程设计结论本课程设计中，我们通过模糊控制算法实现了空气浮球在自行搭建的仿真平台上的闭环控制，设计出在精度要求不高的情况下空气浮球位置自动控制闭环负反馈系统。

但是由于我们采用了限速算法，使得整个闭环系统无法做到快速性，同时由于缺乏大量数据作为判断依据，系统在稳态状态下也始终直在小幅度上下震荡，稳态误差较大，在给定高度较低的情况下，尤为突出。

与此同时，另组硬件课程设计组，在实验的过程中，发现管道太短，管壁摩擦力影响较大等问题，所以本课程设计与现实情况仍有定的差距。

计算机控制系统课程设计参考文献于海生计算机控制技术北京机械工业出版社，顾德英，罗云林，马淑华计算机控制技术北京北京邮电大学出版社，刘卫国程序设计与应用北京高等教育出版社，丁玉美，高西全数字信号处理西安电子科技大学出版社，刘丁自动控制理论北京机械工业出版社，赵近芳大学物理学上册北京北京邮电大学出版社，周永正数学建模同济大学出版社，刘金琨先进控制及其仿真机控制系统课程设计系统概述本控制系统通过获得实际高度与给定高度的高度差实际高度和速度三种测量信号，在控制器中利用所编写的模糊控制算法实现对高度差实际高度速度的判断，分析中的数据，根据规则库的规定输出其对应的吹力，通过九级限速的调节环节，最终使空气浮球达到给定高度使其趋于稳定状态。

本系统分为六个任务组成部分，第部分是对系统进行建模，对空气浮球进行的受力分析，然后建立空气浮球运动的数学模型第二和第三部分是仿真，分为开环系统仿真和闭环系统仿真，包含了控制器和受控平台的仿真设计，还有开环系统和闭环系统的输出波形验证为了使系统更贴近现实，第四和第五部分是转换和转换最后是双线性滤波设计。

计算机控制系统课程设计空气浮球运动控制开环系统分析与设计空气浮球的受齐哈尔大学毕业设计控制规则时，以限速为主要前提，采用九级限速，速度逐级递减，从最初的允许最大速度为到最终允许最大速度为，同时高度误差小于，采用平衡吹力的方式，即在给定高度满足关系。

设计模块见图。

图闭环系统方框图计算机控制系统课程设计图闭环控制器设计图计算机控制系统课程设计同时规则库主程序如下所示输入高度差输入最终平衡力输入小球实际速度输出力当高度差大于时输出电压占空比为的力级限速当高度超过给定高度或实际速度超过输出风力为当高度差大于且小于等于时二级限速当高度超过给定高度或实际速度超过当高度差大于且小于等于时三级限速当高度超过给定高度或实际速度超过同上，四级限速计算机控制系统课程设计五级限速六级限速七级限速八级限速计算机控制系统课程设计闭环系统验证最后，小球运动控制闭环系统已经全部完成，见图。

我们为了验证其准确性，我们选取给定高度为三种高度进行测试，其波形见图图图，经测试，小球上升运动过程无超调，并在稳态时小幅度上下震荡，满足精度要求不高的闭环系统的设计要求。

说明此闭环系统同样也只针对风扇电压占空比大于等于的情况，即管口吹力大于等于小球重力的情况，占空比因无法吹动小球，作忽略处理。

图闭环系统整体设计图图小球波形图计算机控制系统课程设计图小球波形图图小球波形图计算机控制系统课程设计系统现实环境的改进转换和转换在现实情况下，传感器采集到的模拟量是无法直接传给控制器的，必须经过转换环节。

即模拟量转换成数字量，再将采集到的数字量利用转换公式转化成实际值。

在这里我们只对高度反馈环节进行转换，不进行示范。

为了方便对我们改造后的线路进行验证比对，已经进行改造的线路不再接入原先的系统，直接接入示波器，测出波形。

根据查阅文献资料可北京电子工业出版社，徐洪庆三相整流系统研究哈尔滨哈尔滨工业大学，盖云英，包格军复变函数与积分变换北京北京科学出版社，计算机控制系统课程设计附录程序运行说明本课程设计程序均在系统软件，应用软件下运行，运行时必须先运行文件。

文件内容如下设置电机额定电压风速与高度的比例系数空气密度室温摄氏度小球截面积空气阻力系数重力加速度小球的质量小球的重力设置占空比以读写方式创建或打开文件更新值关闭打开文件设置管口吹力以读写方式创建或打开文件更新值关闭打开文件设置给定高度区间以读写方式创建或打开文件更新值关闭打开文件计算给定高度对应的管口吹力值以读写方式创建或打开文件更新值关闭打开文件计算给定高度对应占空比的值将占空比保留两位以读写方式创建或打开文件计算机控制系统课程设计更新值关闭打开文件知，转换公式为模拟量芯片的位数应与控制器同电压芯片采用的参考电压示般以模拟电压的形式表采集到的模拟量转换后的数字量式中模拟量同时转换公式为模拟量我们利用式搭建位转换器见图，利用式搭建位转换器见图，整体图见图实际情况下，可以综合精度和成本原因，选择位芯片。

我们设置采样周期为，因为采集到的高度无法超过，且假定，测得数字量输出波形见图，为了方便与实际波形采用实际波形，见图对比，我们再论张秀伏系统充电电流的影响铅酸蓄电池性能以及系统成本等因素，选用专用铅酸蓄电池充电芯片，实现四阶段充电法。

四阶段充电法由于较好地使用涓流及浮充充电模式，从而使蓄电池的容量达到额定值，延长其寿命，四阶段充电状态如图所示。

四阶段充电状态如下涓流充电涓流充电是为了防止充电时大电流灌入蓄电池，超过蓄电池初始充电电值，造成蓄电池的损坏。

涓流充电原理是充电时设定个充电使能电压，当蓄电池的端电压低于时，光伏控制器将提供个很小的电流对蓄电池进行充电。

随着涓流充电状态的进行，铅酸蓄电池的端电压会逐渐升高，如果蓄电池端电压值达到，充电器将进入第二个充电阶段，即恒流充电状态。

如果充电之初，蓄电池的端电压已经高于，充电器将直接进入恒流充电阶段，不再经过涓流充电阶段。

恒流充电恒流充电阶段也是快速充电阶段，在恒流充电期间，充电器提供个恒定的电流给蓄电池充电，此时蓄电池容量快速增加，容量变化的同时，蓄电池图四阶段充电方式的电压将会不断上升，如果蓄电池端电压达到设定的过压充电电压，蓄电池充电就转入过压充电状态。

过压充电过压充电阶段期间充电电压不变，并稍高于蓄电池的额定电压，这样可以使蓄电池容量最后达到饱和，此时充电电流逐渐减小，如果充电电流减小到过充终止电流，表明蓄电池已被充满，充电模式已经转入浮充状态。

浮充充电浮充电压略低于，浮充充电就是提供个恒定的带有温度补偿的浮充电压给蓄电池充电，来保持蓄电池容量不变，浮充阶段会直提供很小的浮充电流，用以弥补蓄电池由于自身放电造成的能量损失。

此后，如果蓄电池端电压下降到的，充电器就会自动进入恒充或涓充状态。

第五章逆变电源的硬件设计本文的设计目的是研制种高性能纯正弦波输出的单相独立式光伏逆变电源。

根据上章的介绍，本文采用高频变压器隔离形式的方案实现逆变，设计中分为升压环节和逆变环节。

由于系统输入端电压为低压，升压环节选择推挽变换方式即系统的逆变器是经过三级结构的，工频逆变之前已经对输入电压进行了稳压控制，输出电压的变化主要由负载引起，通过驱动电路对输出电压的反馈控制使输出电压能够直保持在。

逆变电源的系统结构图所示是整个逆变电源系统结构图。

通过蓄电池输出的直流电压先通过直流升压后经过滤波，得到高压直流，再经逆变电路输出交流。

前级直流升压产用推挽电路，直流电压先高频逆变为交流电，再经过高频变压器及整流电路升压到高压直流。

后级由驱动控制的单相全桥逆变电路及滤波电路使高压直流逆变成的纯正弦波。

图逆变电源系统结构图前级和后级均产用电压电流反馈，不仅能使前级的直流高压直稳定在，后级的交流输出维持在，而且还能实现前级过压欠压过流，后级过压欠压过载的故障保护。

当出现故障时，系统通过发出的闪烁和蜂鸣器的鸣叫信号告知用户。

直流升压电路设计直流升压电路的功能是将低压直流转变成稳定的高压直流，以供后级逆变电路转换，包括主电路设计控制电路设计和反馈保护环节设计。

本系统采用推挽式升压主电路。

升压环节主电路图升压环节主电路升压环节主电路如图所示，主要由开关管高频变压器整流二极管滤文参考文献王世刚，直接搭建转换平台，用示波器观察见图，经验证，转换后的波形含有采样零阶保持环节为采样周期，与源波形大体致，符合和转换要求。

式式计算机控制系统课程设计图转换器设计仿真图图转换器设计仿真图计算机控制系统课程设计图和整体仿真图图给定高度波形图计算机控制系统课程设计图转换器输出数字量波形图图转换器输出模拟量波形图计算机控制系统课程设计双线性变换低通滤波设计在实际传输过程中，外部噪声干扰是不可忽略的部分，我们在此采用双线性变换进行滤波，选取低通滤波传递函数，其中为主要杂波频率。

根据双线性变换公式采样周期式中将双线性变换得同样，我们选取给定高度为且经过和转换后的波形，波形图见图。

双线性变换低通滤波电路不接入原系统，同时假定输入的杂波为频率，振幅为的正弦波见图，整体仿真图见图，并利用式获得双线性变换公式，采用进行配置见图，未经处理的波形见图，经过双线性低通滤波的波形见图。

经验证，滤波效果较好，基本不含杂波。

图噪声波形图正弦波产生，频率太大，波形失真式式计算机控制系统课程设计图双线性变换仿真图图双线性变换配置图计算机控制系统课程设计图未滤除杂波图图滤除杂波波形图计算机控制系统课程设计结论本课程设计中，我们通过模糊控制算法实现了空气浮球在自行搭建的仿真平台上的闭环控制，设计出在精度要求不高的情况下空气浮球位置自动控制闭环负反馈系统。

但是由于我们采用了限速算法，使得整个闭环系统无法做到快速性，同时由于缺乏大量数据作为判断依据，系统在稳态状态下也始终直在小幅度上下震荡，稳态误差较大，在给定高度较低的情况下，尤为突出。

与此同时，另组硬件课程设计组，在实验的过程中，发现管道太短，管壁摩擦力影响较大等问题，所以本课程设计与现实情况仍有定的差距。

计算机控制系统课程设计参考文献于海生计算机控制技术北京机械工业出版社，顾德英，罗云林，马淑华计算机控制技术北京北京邮电大学出版社，刘卫国程序设计与应用北京高等教育出版社，丁玉美，高西全数字信号处理西安电子科技大学出版社，刘丁自动控制理论北京机械工业出版社，赵近芳大学物理学上册北京北京邮电大学出版社，周永正数学建模同济大学出版社，刘金琨先进控制及其仿真机控制系统课程设计系统概述本控制系统通过获得实际高度与给定高度的高度差实际高度和速度三种测量信号，在控制器中利用所编写的模糊控制算法实现对高度差实际高度速度的判断，分析中的数据，根据规则库的规定输出其对应的吹力，通过九级限速的调节环节，最终使空气浮球达到给定高度使其趋于稳定状态。

本系统分为六个任务组成部分，第部分是对系统进行建模，对空气浮球进行的受力分析，然后建立空气浮球运动的数学模型第二和第三部分是仿真，分为开环系统仿真和闭环系统仿真，包含了控制器和受控平台的仿真设计，还有开环系统和闭环系统的输出波形验证为了使系统更贴近现实，第四和第五部分是转换和转换最后是双线性滤波设计。

计算机控制系统课程设计空气浮球运动控制开环系统分析与设计空气浮球的受齐哈尔大学