间，主电机功率为。根据以上分析，需选用调速性能好，可控性高，体积小，容量小并且价廉的直流他励电动机作为执行元件。对于此种直流小功率电机可以查电机工程手册，对于直径在毫米以下，功率在以下的直流电机般都中小功率用电机的技术数据，采用铁氧体永磁以及的圆筒式钢板外壳电机。经查表对于主电机可以选用额定电压为的的直流电机，主要技术参数为空载时转速转分，内阻欧姆，电流负载下转速转分，电流，效率，转矩。对于驱动轮电机的选取，根据电器元件配合的简单，方便的原则，结合主电机的额度电压，可以初步选择小电机额定电压为，查电机工程手册初定为驱动轮电机选用型。电源的选取机器人的工作场所般在野外，户外对于电源的便携性，耐久性，可靠性要求较高。所以选用可充电的蓄电池直流电源。它重量轻，体积小，电量大，是较为理想的恒压源。根据机器人电机的要求和控制电路的要求，可以选择主要技术参数为电压的直流蓄电池和电池组作为机器人的电源。电机调速元件的选取对于直流电机的调速比较简单，由公式可知调速有三种方法调压调速节气隙磁通调节电枢电路串接电阻调速新型调节脉宽对于这种永磁式小容量直流电机磁通量为定值，调节气隙磁通不现实。采用调压调速对于我们所用的直流蓄电池来讲也不现实，直流变压没有交流变压简单，因为这样设备较为复杂，成本上升。所以我们考虑最为简单的调速方法和新型型脉宽调速。串联电阻调速方法的实现在电枢电路中串接电阻滑动变阻器。可以进行无极调速，虽然这样会大大减弱电机的机械特性曲线的硬度，但不失为种快捷，简单的变速方法。串联电阻的计算如下对于电机的转速可近似认为对于已经出厂的电机来讲是定值。由所选的电机参数可知，有负载时对于加上串联电阻后我们希望得到的调速电机的转速为则有，则有，，，由于为理论值，考虑到直流电机采用电枢串联电阻调速会使电机的机械特性曲线大幅变软，又要保证机器人电机在负载下能正常工作，所以就可用滑动变阻器来进行电阻补偿调速。由以上计算，可选择滑动变阻器量程为欧姆的型号。新型调节脉宽型调速的实现脉宽调制调速系统是近期流行起来的对于直流电机无极调速的最优化的调速系统。它相比改变电压电压，改变磁通参数，改变电枢电流等具有相当大的优越性。脉宽调制就是使功率放大器中的晶体管工作在开关状态下，开关频率频率保持恒定，用调整开关周期内晶体管导通时间的方法来改变其输出，从而使电机电枢两端获得宽度随时间变化的给定频率的电压脉冲。其工作原理电枢两端电压变化如图图原理图主要是通过单片机和晶体管将电压信号进行调制转换为脉冲宽度调制。通过调节频率和脉宽使直流电动机的工作时间有定的空行程比例，我们成为占空比，脉宽的连续变化，使电枢电压的平均值也连续变化，因而使电机转速连续调整。调速的原理决定了它的电路图要采用单片机，进行脉宽的控制，和电机的驱动。的电路连接图有很多，不同公司生产的控制电路板不同，本文仅以电路板为例，其电路图如图图控制电路图其中，驱动电机的功放般选用型桥式开关放大器，由个晶体管构成换向，放大电路，其电路图如图。这种电机驱动电路可以通过激发不同的晶体管的工作方式，进行电机正反装控制，电机的调速。电机调速方法的确定及元件的确定通过以上电路的设计与分析，采用电枢串联电阻的调速方法的特点是电路简单价格低廉控制方便，没有延迟现象电能损耗严重不适合长时间的调速采用脉宽调速方法的特点是可调节频带宽电流脉动小电源功率因数高电机动态硬度好电路复杂图型桥式电路图成本较高综合机器人的野外工作环境，节约电能是十分重要的，根据机器人工作时间很长的要求，我们选择采用脉宽调节器。注在此我们已经表述出直流电机调速电路图，在总设计电路图中我们将以方框代表调速电路电路设计轮足电机动作的正转与反转的电路设计对轮足电机进行编号，前足个电机分别是，后足个电机分别是。对于直流电机的正转与反转，主要采用的方法是电枢接线的正接与反接，所以可以借鉴机床电机的正反转接线图来设计个驱动电机的正反转。由于电机容量小，可以直接启动，所以可以直接用开关直接控制接线方法。机器人的伞足的设计，在考虑电机转动方向的同时，因为前后伞足均有个足要接触管道的上表面运动，所以要与接触下表面的两个轮足的旋向相反才能使三个足同时拉动机器人前进。即有与旋向相反，与的旋向相反。如图所示的控制电路，为完成驱动电机正转与反转动作的电路。注电路中，调速控制省略不画，在以后的总电路图中调速电路画出电路中，用三位开关，左接通为正传，右接通为反转，中位为停止。这种电路方便，简单，较易控制。适合这种低压电气控制电路，并且廉价。前后伞足的张开闭合电路设计对于前后伞足要求能张开和闭合。为此，要求电机能带动螺旋丝杠进行正反转。可以沿用驱动电机的接线思路，借鉴机床电气控制的接线方法，采用反接的方法进行正反转控制。如图所示。这种电路简单易接，没有延迟现象，可以满足较快和较慢的调速需求，较为理想。图驱动轮电机控制接线图图电机部分总电路设计综合图图的电路设计可得电机部分总电路图如图所示。图各电机控制总电路机器人中电机由个，电机较多，采用个电源显然不能满足电机的能量消耗，所以采用个电源同时供电能满足电机的长时间工作的要求。均为位开关，对于开关左位接通为反转，右位接通为正转。中位为断路。图前后伞足的张开闭合控制电路电机顺序动作的电路设计由转弯的方法可以分离出电机的顺序动作有电机反转电机前进电机正转电机反转电机正转电机正转。对于电机的顺序动作由现代控制理论我们可以由以下几种选择采用手动开关通过摄像头观察，人为进行控制。采用传统的电磁电气控制电路进行逻辑控制。采用单片机进行自动控制。人为控制若采用第种方法控制，如图所示，这种电路可以进行人为的进行电机的顺序动作控制，先闭合开关的左边再断开闭合的右边再断开闭合的右边再断开闭合的左边再断开闭合的右边再断开闭合的右边再断开。逻辑控制若采用第二种控制方法，可以参考机床电气控制的经典电路作出如图，图组成的由电磁铁，继电器组成的电磁控制电路，采用时继电，发送到的地址为的中。为地址为的地址。返回数值，发送无。位为，发送完成。置，激活接收数据请求，置，接收数据完整。将地址为的的数据接收回来，并存储到本机的中。同上发送无。位为，接收完成。在中调用功能函数和完成了主从站的数据通信和控制。水厂程序流程的编制本系统按纯主从方式控制和管理全网，由主站随机提出通信任务，采用非周期发送请求方式传输数据。通信任务是预先在主站中输入张轮询表技术在供水系统中的应用电气传动自动化,胡纲衡,唐瑞球,江志敏交流变频调速的切换控制技术电工技术杂志,阳宪惠现场总线技术及应用清华大学出版社,陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社向晓汉，陆彬西门子工业通信网络应用案例精讲北京化学工业出版社廖常初编程及应用北京机械工业出版社,,,屈有安变频器恒压供水系统江苏电器,,邱公伟可编程控制器网络通信及应用清华大学出版社,耿红旗,吕冬艳可编程序控制器应用教程北京中国水利水电出版社,附录附录主站水厂区程序设计附录从站水源地程序如下致谢首先，我要感谢我的父母，谢谢他们直以来对我默默的支持，无论在物质上还是精神上，没有他们就没有我的今天。同时非常感谢我的指导老师张凤蕊老师，是她给我提供了足够的设计空间，还有充足的学习资料，以及教学环境和仪器设备。是她给了我完成本次毕业设计的信心。在本次设计中每当找张老师解决设计中的问题时，她都会不厌不烦的给我指导和教诲。在平时，虽然张老师平时备课很忙，但是向她请教问题时，她总能抽出宝贵的时间来给我解决，非常的在内心感谢张凤蕊老师给我带来的帮助。这次的毕业设计能够圆满的结束，除了要再次感谢我的父母和我的指导老师外，还要感谢整个实验室的同学以及电气与自动化教研室的所有老师。是他们的指导和帮助才使我顺利的完成了本次毕业设计。，该表定义了此主站应轮流询问的从站，按网络的通讯规则，各点的地址分别为主站的地址为从站的地址为从站的地址为主站通过调用系统功能函数和分别对两个从站进行读和写操作。根据系统的控制工艺要求，主站和从站的程序流程如图所示水厂区数据采集开始运行液位上限起动变频器控制液位下限从站数据采集停机停止变频器结束停止深井泵起动深井泵开始水源地数据采集深井泵运行停止深井泵并报警过载与主站通信结束停止深井泵图主站水厂区流程图图从站水源地流程图整个水厂系统的仿真与调试系统的仿真系统的仿真由西门子公司推出，可以替代西门子硬件的仿真软件，当设计好控制程序后，无须硬件支持，可以直接调用仿真软件来验证。激活仿真软件后，会出现如图的界面。图激活仿真界面然后选择的的地址为，点击键可以进入仿真界面，如图所示。图仿真的接入点的选取图进入仿真界面主站水厂区的仿真如图所示。图主站水厂区的仿真图从站水源地的仿真如图所示。图深井泵正转运行图深井泵停止运行图深井泵反转运行图深井泵正转运行图深井泵停止运行图深井泵反转运行系统的调试系统调试要按控制要求将电源外部电路与输入输出端子连接好，再将控制程序输入后，且将切换为运行状态，对整个系统进行运行调试。其间，主电机功率为。根据以上分析，需选用调速性能好，可控性高，体积小，容量小并且价廉的直流他励电动机作为执行元件。对于此种直流小功率电机可以查电机工程手册，对于直径在毫米以下，功率在以下的直流电机般都中小功率用电机的技术数据，采用铁氧体永磁以及的圆筒式钢板外壳电机。经查表对于主电机可以选用额定电压为的的直流电机，主要技术参数为空载时转速转分，内阻欧姆，电流负载下转速转分，电流，效率，转矩。对于驱动轮电机的选取，根据电器元件配合的简单，方便的原则，结合主电机的额度电压，可以初步选择小电机额定电压为，查电机工程手册初定为驱动轮电机选用型。电源的选取机器人的工作场所般在野外，户外对于电源的便携性，耐久性，可靠性要求较高。所以选用可充电的蓄电池直流电源。它重量轻，体积小，电量大，是较为理想的恒压源。根据机器人电机的要求和控制电路的要求，可以选择主要技术参数为电压的直流蓄电池和电池组作为机器人的电源。电机调速元件的选取对于直流电机的调速比较简单，由公式可知调速有三种方法调压调速节气隙磁通调节电枢电路串接电阻调速新型调节脉宽对于这种永磁式小容量直流电机磁通量为定值，调节气隙磁通不现实。采用调压调速对于我们所用的直流蓄电池来讲也不现实，直流变压没有交流变压简单，因为这样设备较为复杂，成本上升。所以我们考虑最为简单的调速方法和新型型脉宽调速。串联电阻调速方法的实现在电枢电路中串接电阻滑动变阻器。可以进行无极调速，虽然这样会大大减弱电机的机械特性曲线的硬度，但不失为种快捷，简单的变速方法。串联电阻的计算如下对于电机的转速可近似认为对于已经出厂的电机来讲是定值。由所选的电机参数可知，有负载时对于加上串联电阻后我们希望得到的调速电机的转速为则有，则有，，，由于为理论值，考虑到直流电机采用电枢串联电阻调速会使电机的机械特性曲线大幅变软，又要保证机器人电机在负载下能正常工作，所以就可用滑动变阻器来进行电阻补偿调速。由以上计算，可选择滑动变阻器量程为欧姆的型号。新型调节脉宽型调速的实现脉宽调制调速系统是近期流行起来的对于直流电机无极调速的最优化的调速系统。它相比改变电压电压，改变磁通参数，改变电枢电流等具有相当大的优越性。脉宽调制就是使功率放大器中的晶体管工作在开关状态下，开关频率频率保持恒定，用调整开关周期内晶体管导通时间的方法来改变其输出，从而使电机电枢两端获得宽度随时间变化的给定频率的电压脉冲。其工作原理电枢两端电压变化如图图原理图主要是通过单片机和晶体管将电压信号进行调制转换为脉冲宽度调制。通过调节频率和脉宽使直流电动机的工作时间有定的空行程比例，我们成为占空比，脉宽的连续变化，使电枢电压的平均值也连续变化，因而使电机转速连续调整。调速的原理决定了它的电路图要采用单片机，进行脉宽的控制，和电机的驱动。的电路连接图有很多，不同公司生产的控制电路板不同，本文仅以电路板为例，其电路图如图图控制电路