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但微分环节对输入信号的噪声很敏感,对噪声较大的系统最好不要采用微分控制,当然也可以在微分作用前进行滤波处理。
适当选择微分常数,可以使微分作用达到最优。
数字控制算法随着计算机的发展,微机开始进入控制领域,为控制带来了革新技术,人们将模拟控制规律引入到数字计算机中,对模拟控制规律进行离散化,就可以用软件来实现控制,成为数字控制。
数字控制算法可以分为位置式控制算法和增量式控制算法。
位置式控制算法计算机控制与传统的模拟量控制不同,它是采用种采样控制,只能根据采样时刻的偏差值进行计算控制。
不能像模拟量控制那样连续输出控制量进行连续控制。
因此,对模拟量控制中的积分项和微分项必须先进行离散化处理。
根据数字信号处理相关知识可知,离散化处理离散采样时间对应着连续时间其中为采样序号,为采样周期,用求和的形式代替积分,以增量的形式代替微分,可进行近似变换得到式中,为采样序号为第次采样时刻的输入偏差值为第次采样时刻的输入偏差值为微分常数为控制常量。
当采样周期足够小,上述计算结果可以达到足够精确,离散控制过程可近似看成为连续控制过程。
上述过程采用了全部控制量,因此被称为全量式或位置式控制算法。
因为是全量输出,所以每次输出结果均与过去状态有关,计算式对进行累加,工作量大且控制器输出的对应的执行机构的实际位置,在控制器出现故障时,如果输出发生大幅度变化,会引起执行机构的大幅度变化,可能造成严重的生产事故。
增量式控制算法增量式是指数字控制器的输出只是控制量的增量,当执行器需要的控制量是增量而不是位置时,可以使用增量式算法进行控制。
由式可得控制器在第个采样采样时刻的输出值为由和相减并整理,可得到增量式控制算法公式为式中,,上式中,还可以写成下面的形式式中,由式可以看出,如果计算机控制系统采用恒定的采样周期,旦确定了,只要使用前后三次测量的偏差值即可,就可以求出控制增量,与位置式算法相比,计算量小得多,因此在实际应用中应用广泛。
系统控制原理液位系统是个基于模拟信号的控制系统。
由液位测量变送器水泵变频电机水箱等设备组成,液位测量变送器测量水箱的水位高度范围为,对应输出的电压信号,该信号送给内,将该液位电压信号作为块的值,与设定值相减,在块内进行积分比例微分运算后,最后输出电压信号到水泵变频电机信号对应水泵变频电机的频率,控制变频器的转速,控制出水量,从而达到控制水位高度的目的。
硬件连接要进行软件设计,首先应该做的工作是在软件中进行硬件配置,本设计所涉及到的硬件包括背板模块通行模块模拟量输入模块模拟量输出模块。
考虑到所使用设备为实验室整体设备。
所以本设计没有卸载掉未用的模块。
在中进行硬件配置如图所示。
图的硬件配置要进行硬件之间电压的信号传输,则需建立与软件的通信。
本设计采用以太网进行通信。
以太网有如下优点应用广泛以太网是应用最广泛的计算机网络技术,所以发展较为成熟。
通信速率高目前,的快速以太网已开始广泛应用,以太网技术也逐渐成熟,比传统的现场总线最高速率高得多。
资源共享能力强随着的发展,以太网已渗透到各个角落,在互联网的任何台计算机上都能浏览工业控制现场的数据,实现控管体化,这是其他现场总线不能比拟的。
可持续发展潜力大用户在技术升级方面无需独自的研究投入,对于这点,任何现有的现场总线技术也是无法比拟的。
同时,机器人技术智能技术的发展都要求通信网络具有更高的带宽和性能,通信协议有更高的灵活性,这些要求以太网都能很好地满足。
本设计进行以太网通信进行相关配置。
首先把的临时设置成。
然后进行如图和图所示配置。
图网络配置图网络配置需要对模拟量输入输出模块进行通道的选择并设置相应的参数。
本设计模拟量输入模块采用的通道,能够检测到到的电压,如图所示。
输出模块采用通道,能够输出到的电压进行控制水泵变频电机,如图所示。
图模拟量输入参数配置图模拟量输出参数配置软件设计根据实际情况,分配地址,如表所示。
该系统的软件设计流程图如图所示。
表程序地址及变量表主程序模块主程序调用两个块,个为初始化块,另个为块。
如图所示。
图系统软件设计流程图地址变量名描述备注比例参数积分参数微分参数设定值采样周期启停控制模拟量信号采集值电压输入模拟量信号输出值电压输出开始初始化参数计算模块参数初始化调用模块是否手动手动控制程序启停控制图主程序初始化模块块就是将必要的参数进行初始化设置。
包括比例常数积分常数微分常数采样时间及设定值等。
如图所示。
图初始化程序程序在本设计中,把主要的程序放在了程序块中。
包括数值的处理功能块的初始化程序启停控制自动手动切换控制。
我们需要设定实际的液位高度,然而模拟量输入模块的数值是到之间,所以我们必须进行次数据的转换。
通过实际观察得知液位在最低位置对应的模拟量模块中的值为,最高液位位置对应模拟量模块中的值为。
我们进行次数学映射可以通过如图来实现。
其次,本设计通过调用梯形图程序来实现液位高度的控制。
在功能块中,为设定值,为测量值,为的输出值,当为时,设定块为手动方式,当为时,设定块为自动方式,这里通过常闭触电来控制。
块共占用了个地址,为比例值,为微分值,为积分值,当在手动方式时,中的值自动作为的输出值。
为了实现液位控制系统的启停控制,本设计增加常闭触电来控制。
如图和所示。
图模块参数初始化最后,如果当系统出现问题时就需要用到手动调节来进行调试。
本设计对自动手动的无扰切换进行了梯形图设计。
当从变为时,从自动转为手动控制模式,无扰切换程序将转换时值送到寄存器中暂存,然后切换时,又将返回到中,从而实现了无扰切换。
在手动控制模式下,可以通过给赋值来实现是否给水箱加水,从而实现液位高度的控制,手动控制是通过触电来控制的。
如图所示。
初始化调用功能块无扰切换和手动控制程序第五章基于的液位监控系统的设计监控系统的设计在完成软件程序设计的基础上,结合组态软件实现可视化监界面得到系统的综合应用和回顾学习,通过对闹钟外观的造型设计,使我对操作更加熟练,对的各个模块有了更进步的了解。
我想对我以后的学习工作定会有很大的帮助。
致谢同时本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,由于他们的辛勤教育,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。
非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学,正是图保存分析结果对话框由于他们的悉心帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难,最终使我的毕业论文工作顺利完成,借此机会,我向那些大学五年来关心过指导过给予我以帮助的老师并表示感谢,感谢他们五年来对我的辛勤栽培。
参考文献赵秋玲机械设计实例教程北京电子工业出版社曾振祥工业工程三维造型设计北京化学工业出版社,沈精虎中文版典型实例北京人民邮电出版社武书彦零件设计技术与实践北京电子工业出版社陈英轻松跟我学中文版北京电子工业出版社林清安零件设计北京中国铁道出版社,朱新云,顾寄南基于三维模型的参数化设计技术中国制造业信息化,杨青,陈东祥,胡冬梅等基于的三维零件模型的参数化设计机械设计,张沛颀,裴建昌野火版进阶设计北京人民邮电出版社,张遐龄钟表工业史及发展趋势钟表工业发展史,曾振祥工业工程三维造型设计北京化学工业出版社,林华工业设计造型基础北京清华大学出版社,刘芒果,孙玉霞机械三维设计的研究煤矿机械,杨时兴基于环境下的仿真技术浅析大众科学科学研究与实践,王军辉产品的虚拟装配过程南京理工大学,魏雪萍义对话框,如图所示,同时消息区提示。
选择如图所示箭头所指的销钉连接轴为运动轴,更改运动方向为顺时针方向,指向以洋红色箭头显示,驱动图元主题以橙色加亮,参照图元图机构界面图选取运动轴主题以绿色加亮。
单击轮廓选项卡,如下图所示,在规范选项卡中设置类型为速度,初始位置使用默认值,模设置为。
单击按钮,完成伺服电动机的定义,并将创建结果添加到结构模型树电动机伺服下。
创建并运行运动分析单击机构工具栏的机构分析按钮,系统弹出分析定义对话框,其包括三个选项卡。
在类型下,选取运动学命令,保留默认名称,在优先选项选项卡上,设置终止时间为,其它项为默认值。
如图所示。
图定义电动机对话框图分析定义对话框在电动机选项卡上,确保列出了伺服电动机。
如果未列出,单击对话框右侧的按钮,将其添加上,设置时间从开始到终止,如图所示。
单击按钮,结构将根据分析定义对话框中的设置结果进行运动仿真,图形工作区显示机构之间的模拟运动仿真。
本例后面还要做机构仿真,所以在此用连接方式装配。
该闹钟的装配思路是先将其各个零件分别装配成子装配件,然后再将这些子装配装配成总装配,以完成闹钟的装配设计。
在这里主要介绍总装配的过程。
单击新建组件实体,取消使用缺省模板复选框,选择选项,单击确定单击右工具箱中的按钮,添加子零件,在元件放置对话框中的约束类型中选择缺省选项,使零件缺省放置。
单击右工具箱中的按钮,添加子装配,在用户定义选项卡中选择销钉连接,然后分别选择如图所示的两轴和两平面作控,有助于克服振荡,减小超调量,让系统趋于稳定。
但微分环节对输入信号的噪声很敏感,对噪声较大的系统最好不要采用微分控制,当然也可以在微分作用前进行滤波处理。
适当选择微分常数,可以使微分作用达到最优。
数字控制算法随着计算机的发展,微机开始进入控制领域,为控制带来了革新技术,人们将模拟控制规律引入到数字计算机中,对模拟控制规律进行离散化,就可以用软件来实现控制,成为数字控制。
数字控制算法可以分为位置式控制算法和增量式控制算法。
位置式控制算法计算机控制与传统的模拟量控制不同,它是采用种采样控制,只能根据采样时刻的偏差值进行计算控制。
不能像模拟量控制那样连续输出控制量进行连续控制。
因此,对模拟量控制中的积分项和微分项必须先进行离散化处理。
根据数字信号处理相关知识可知,离散化处理离散采样时间对应着连续时间其中为采样序号,为采样周期,用求和的形式代替积分,以增量的形式代替微分,可进行近似变换得到式中,为采样序号为第次采样时刻的输入偏差值为第次采样时刻的输入偏差值为微分常数为控制常量。
当采样周期足够小,上述计算结果可以达到足够精确,离散控制过程可近似看成为连续控制过程。
上述过程采用了全部控制量,因此被称为全量式或位置式控制算法。
因为是全量输出,所以每次输出结果均与过去状态有关,计算式对进行累加,工作量大且控制器输出的对应的执行机构的实际位置,在控制器出现故障时,如果输出发生大幅度变化,会引起执行机构的大幅度变化,可能造成严重的生产事故。
增量式控制算法增量式是指数字控制器的输出只是控制量的增量,当执行器需要的控制量是增量而不是位置时,可以使用增量式算法进行控制。
由式可得控制器在第个采样采样时刻的输出值为由和相减并整理,可得到增量式控制算法公式为式中,,上式中,还可以写成下面的形式式中,由式可以看出,如果计算机控制系统采用恒定的采样周期,旦确定了,只要使用前后三次测量的偏差值即可,就可以求出控制增量,与位置式算法相比,计算量小得多,因此在实际应用中应用广泛。
系统控制原理液位系统是个基于模拟信号的控制系统。
由液位测量变送器水泵变频电机水箱等设备组成,液位测量变送器测量水箱的水位高度范围为,对应输出的电压信号,该信号送给内,将该液位电压信号作为块的值,与设定值相减,在块内进行积分比例微分运算后,最后输出电压信号到水泵变频电机信号对应水泵变频电机的频率,控制变频器的转速,控制出水量,从而达到控制水位高度的目的。
硬件连接要进行软件设计,首先应该做的工作是在软件中进行硬件配置,本设计所涉及到的硬件包括背板模块通行模块模拟量输入模块模拟量输出模块。
考虑到所使用设备为实验室整体设备。
所以本设计没有卸载掉未用的模块。
在中进行硬件配置如图所示。
图的硬件配置要进行硬件之间电压的信号传输,则需建立与软件的通信。
本设计采用以太网进行通
