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张秀轮。传动方案采用皮带传动。该型米粉混合机，采用下侧出料卧式浆叶搅拌结构。其转速较高，拌料速度快产量高，主要适用于水份含量在之间的松散团粒状粉料的和料，而下侧出料使得取料操作十分方便。该机可适用于米粉面粉等粉体的和料生产。主要技术参数和料产量为公斤小时，主轴转速约转分钟，配用电机千瓦。性能特点设计先进，结构紧凑，占地面积少。生产工艺简单快捷。耗电少，产量高，无污染，安全卫生。电动机的设计原始数据叶轮满载的工作阻力叶轮转速叶轮直径为滚筒效率为。工作条件预定使用寿命年，工作为二班工作制，载荷轻。工作环境室内灰尘较大，环境最高温度。动力来源电力，三相交流伏。电动机类型的选择系列方头型和单圆头型。因圆头键在轴上键槽是由指状铣刀铣出的，所以圆头键在键槽中的固定良好。而方头在键槽中的定位性较圆形键差，单圆头的键主要用于轴端。所以选用型普通平键。型普通平键平键联接的强度计算根据手册中普通平键标准，由轴径，查得键的截面尺寸为。根据手册中键的长度系列，由皮带轮毂宽度，选取键的长度。键的工作长度根据表由轴和皮带轮材料，选取因故满足挤压强度条件。箱体的设计根据米粉混合机的操作工艺条件搅拌容器可采用圆形筒形。从有利于流线型流动和减少功率消耗考虑，容器底的形状也选择圆形底。除有特殊原因外，应避免采用锥形底，因为锥形底会促使粉料形成滞留区不能混合均匀。对方行或带棱角的容器，因为在拐角处容易形成死角，也应该避免采用。此米粉混合机设计的是间歇式固定容器的形式，需要人工装料和卸料。从操作方便的角度考虑，可将装料口设置在容器盖得中央，采用圆形结构。卸料口设置在容器底部，同时需要设置手动闸门控制粉料的流出。卸料口轴套容器结构根据般设计经验可以确定容器内的物料深度与其内径之比通常在左右。容器内表面要求光滑平整，这样可避免或减少容器壁对粉料的吸附摩擦及流动的影响。容器根据食品机械相异步电动机电动机功率选择传动装置的总效率电动机皮带轴承轴滚筒工作机所需的输入功率因为粗略测得工作阻力箱此处省略字。如需要完整说明书和图纸等请联系扣扣滚动轴承疲劳寿命的计算轴承的寿命与所受负荷的大小有关，工作负荷越大，轴承的寿命越短。实际计算时，用小时数表示寿命比较方便。令代表轴承的转速，则以小时数表示的轴承寿命为ε式中ε寿命指数，对于球轴承ε额定动负荷,。轴承类型结构见图承受负荷方向类型代号尺寸系列代号组合代号特性角接触球轴承能同时承受径向负荷与单向的轴向负荷，公称接触角为。越大，轴向承载能力也越大。通常成对使用，对称安装。键联结的设计键联接就是用键把轴和轴上零件带轮联接起来的种结构形式。键是标准件，分为平键半圆键斜键等。平键联接的结构特点是键的两侧面是工作面，靠键与键槽的相互剪切和挤压来传递转矩，所以轴和大皮带轮之间选择用平键联接。普通平键用于静联接，按键的端部形状分为圆头小带带轮设计大带带轮设计轴的设计轴的类型轴的材料求输出轴上的功率，转速和转矩初步确定轴的最小直径轴的结构设计拟定轴上零件的装配方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