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第1篇：控制器設計論文范文

可編程控制器課程單元，是對于在電子電器以及拖動設備中設置的邏輯控制單元原理和應用方式進項簡潔介紹的課程單元，早期的PLC只能做些開關量的邏輯控制，因而叫PLC。近年來，PLC采用微處理器作為中央處理單元，不僅有邏輯控制功能，還有算術運算、模擬量處理甚至通信聯網功能，正確應稱為PC。但為了與個人計算機有所區別，仍稱其為PLC。盡管功能在逐步強大，但是由于該技術是依托于成熟的儲存模塊，通過寫入讀出進行控制過程設置的一項實用性技術，其現實應用雖是集通信技術、計算機技術以及自動化技術為一體的新型自動控制裝置，但組裝方便，編程簡單，適合大規模格式化應用，因此對學習者的基礎要求和編程能力沒有特殊要求，可以作為一種實用性技術作為教學目標。尤其是對于學習電力自動化和電子電器的學生，學好可編程自動化課程對于熟悉自動化控制原理以及將來在工作實踐中，能夠得心應手的處理電器問題以及簡單設計一些控制單元有著決定性的作用，因此對于中等職業學校的可編程控制器教學單元課程設計的好壞，不僅決定了學校自動化控制專業的水平，也同時決定了學校的畢業生是否能夠順應社會，成為社會上可造之材的關鍵課程，不得不引起電子電器以及自動化控制專業的專業課程所重視，并花大力氣解決教學課程設計等工作。

2可編程控制器教學的主要課程目標

可編程控制器技術，是現代工業自動化三大支柱之一，其目標就是實現設計意圖和設備運行的即時通信。隨著教育的發展，教會學生了解可編程控制器的原理，以及工作特點是課程的首要任務，也是教育要面向未來的最基本要求，這是現代工業對對課程設計的主要現實要求。而對課程目標而言，就是要順應這一時代要求，把這一體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強的實用技術方法傳授給學生，使得學生能夠按照從業需求掌握相關知識和技能。

3教學課程的設計重點選擇

課程設計的基礎來源于所教授單元的結構體系，對于可編程控制器技術而言，它是設備電氣系統的心臟和交互傳輸中心，可編程控制器就是這一完整單元的承載者和實現者，而對于中等職業學校的學生而言，控制原理主要作為了解，而控制輸入單元的設計和運行原理就需要加大力度去了解，并加以熟練掌握，達到能夠簡單設計和故障排除的職業需求。同時對于中等職業學校的學生而言，執行機構由控制元件和開關系統指揮各類機械的運行對于這類學生是主要的學習目標，因此重中之重應該安排這部分的教學設計。

4課程設計的主要方法和教學途徑分析

4.1入門教育

可編程控制器科目的學習，對于中等職業技術學校的學生而言，很容易產生畏難情緒，以為像計算機編程語言一樣晦澀難懂，從而產生畏難情緒。因此初始教案的設計就應當有針對性的進行設計，從學生的興趣愛好入手，充分利用學生對知識的渴望和新鮮感，加以正確有效的引導。從身邊的PLC應用入手，講解相應專業同可編程控制器應用的關系，給學生描繪可編程控制器在城市便捷交通控制、生活設施，以及市場上流行的數控加工中心、機械手，甚至3D打印機應用的廣泛實例，激發學生獲取知識的欲望和好奇心，覺得它就在我們身邊。同時教師還可以配合激勵機制聯系就業市場的需求（有較多單位提出“懂得PLC者優先”），從而激發了學生的學習欲望。

4.2課程進度設計要素

根據學生素質參次不齊的現狀，中等職業教育可控制編程器課程單元應當是從簡單應用入手，增加學生學習的信心和勇于探索的內在需求。在現代科技飛速發展的今天，信息的來源層出不窮，充分發揮校園信息平臺，利用互聯網和各類科學技術講座，不斷灌輸自動化對生活的改變，讓學生身處可編程控制器帶來的驚喜改變中，把課程設計融入學生的個人生活中去，循序漸進讓學生從內心里接受知識，接受不斷進取、不斷獲取新知識新技能的內在動力。在享受科技發展帶來的便利和科技進步之余，也將自己融入科技進步的洪流中去，真正成為知識的主人。

4.3把課堂教學變成互動參與的知識殿堂

教學的主體最終還是學生自身，因此在課程設計上需要著重增加學生的主動性和參與度，可以采用老師下課題，分組收集相關知識點的方式，讓學生對所學內容進行外延和內涵的擴展活動，從學生收集的圖片資料和其他應用范例中獲取營養，在獲取知識的同時培養同學之間的合作意識和競爭意識，增添了學生學習的信心和對課程的濃厚興趣。對于可編程控制器這一實用但略顯枯燥的課程而言，直觀教學的方法無疑可以帶來良好的課程效果，在增加感性認識的同時，可以拓寬學生的知識視野，同時可以培養學生的觀察能力，同時也可以采用互動環節，讓同學們自助設計和制作示教板和器具以及簡易控制單元，從而使學生對理論知識，學生在感性直觀教學中易于理解、掌握。

4.4充分利用多媒體教學手段

中等職業技術學校的生源一般都來自城市周邊，對于工業化的理解并不直觀，尤其對于大型設備，大型流水線以及數控加工中心的認識一般都缺乏必要的認識。在實習和學習之前，充分利用多媒體輔助教學，就可以解決這一難題，充分利用多媒體技術制作教案，用豐富的設備設施充分體現可編程控制器的應用。同時對于晦澀難懂的理論也可以直觀的分化出來，把編程輸入和控制流程，直到各種控制動作的實現都一一展現在學生的面前，達到控制過程直觀呈現的效果，充分理解可編程控制器的控制原理，細化程序的設計理念和操作方法，摒棄枯燥的填鴨教學以避免給學生帶來畏難情緒。

4.5利用好實驗手段，展示課程魅力，提高學生學習興趣

眾所周知，實驗課是電子電器類課程最能吸引學生好奇心和創造性的科目，不但可以起到理論課的補充作用，更是強化學習效果的重要手段，在現代教學理念中還把實驗課作為檢驗學生學習能力和動手能力的主要考察方向，因此做為一個良好的課程設計，可謂不能不加以充分認識和利用。通過實驗，學生們充分的動手實驗，觀察現象和結論，不僅可以加深理解所學的基礎知識，同時通過實際的模擬實驗，可以直接了解將來工作中手動編程器的使用情況，是學生們走上社會后直接面對工作的捷徑，從而提高學生的社會適應性，增強學生的就業競爭力；而不單單是一種學習知識了解技能的工具。因此對于以造就實用型復合人才為培養目標的中等職業學校，充分利用好實驗手段，是教學課程設計的關鍵命題。

5結語

第2篇：控制器設計論文范文

關鍵詞：行車空調空氣焓值法取樣風機空氣混合箱流量箱

0前言

在冶金企業的煉鋼、焦化、初軋、煉鐵等工廠中，通常采用高溫行車空調對高溫車間行車操縱室進行局部空氣調節，以改善操作人員的工作條件，提高勞動效率。高溫行車空調的工作環境比較惡劣，具有環境溫度高、空氣污染較為嚴重、行車運行時振動大等特點。環境溫度可達45℃，甚至達到60℃以上，這些都對空調器的性能和可靠性提出了更高要求。因此，有必要建立高溫行車空調專用的熱工性能實驗室，根據相關標準的要求對其各項性能指標進行嚴格測試，以達到優化產品質量，提高競爭力的目的[1～3]。

空氣焓值法實驗裝置主要由絕熱庫房，空氣再處理裝置，空氣取樣裝置，空氣接受混合裝置，風量測量裝置及電氣控制等部分組成。高溫行車空調作為特種空調的一種，目前我國尚無專門的測試規范。根據一些生產廠家的技術資料，行車室內的空氣干球溫度一般取28～30℃。且根據文獻[4]，本文采用空氣焓值法測定高溫行車空調的制冷量，著重探討空氣取樣測量裝置的設計方法，通過對取樣風機、溫濕度測量箱、空氣接收混合箱和循環風量測量箱的合理設計，達到盡可能高的測試精度。

用空氣焓值法測量空調器性能，需要測量空調器室內側進出口處空氣焓值及空調器的循環風量。因為目前無直接測量焓值的設備，只能靠間接測量獲得，即需通過測量當地的大氣壓力、空氣干球溫度和濕球溫度求得。空調器循環風量測試采用差壓法，即通過測量空氣經過噴嘴的壓力降及噴嘴前的空氣參數間接計算出空氣流量[4，5]。

1空氣取樣及測量裝置設計

1.1總體設計

空氣取樣及測量裝置主要由取樣風機、取樣笛管及溫濕度測量箱組成。利用取樣風機及取樣笛管引入空調器進出口的典型樣本空氣，將其送入溫濕度測量箱測量。要求如下：

（1）取樣風機與取樣笛管相互獨立，兩者間用鋁箔軟管連接，無需保溫；

（2）溫濕度測量箱采用有機玻璃膠合而成，主要由風道、水盒（用于測量濕球溫度）、補水杯組成。其標準流通截面尺寸為100mm×100mm，長250mm；

（3）取樣笛管采用不銹鋼管焊接而成，包括匯合管和笛管。每根笛管開有吸風口，兩邊等量交錯開孔。

1.2取樣風機的選擇

（1）風量計算

取樣風機的風量V可按公式（1）計算：

（1）

式中：vt為溫濕度測量箱內垂直于溫度傳感器方向的風速，取5m/s；At為測量箱內流通截面積，取0.01m2。計算結果為0.05m3/s（180m3/h）。

（2）風壓計算

空氣取樣裝置的風阻包括取樣笛管到風機進口的沿程阻力及局部阻力。可用圖1的模型表示。為計算簡便，對空氣取樣系統的各段風管作如下簡化：

A．1-2為取樣笛管段：1-2的阻力由三部分組成：笛管吸風阻力，笛管合流阻力及匯合管合流阻力；

圖1空氣取樣系統風道壓力損失模型?

B．2-3為連接軟管段：在此按最不利管路情況模擬：有四個90°的彎頭，中心彎曲半徑為ф100，同時管長按拉伸計算。2-3的阻力由兩部分組成：風管沿程阻力和四個彎頭阻力；

C．3-4為溫濕度測量箱段：3-4阻力由兩部分組成：風管到測量箱的突然擴大與測量箱到風機入口的突然縮小阻力；

D．4-5為風機段：空氣從風機出口排出時存在阻力，因風機尚未選定，故暫不做考慮。

根據以上分析，計算結果匯總于表1。風機所需的風壓為：

（2）

式中：P為風機所需全壓，Pa；v為出風口的風速，m/s；P為總風阻，Pa；ρ為空氣密度，取1.2kg/m3。計算結果為P=247Pa。

（3）風機選擇

由于整個裝置的風阻較大，且希望風機出口具有較大的全壓，以減小對被測空調器回風口的影響，同時也使安裝方便，根據所需風量180m3/h及風壓247Pa（全壓），可按相關風機樣本的風量和全壓參數選擇風機型號。取樣風機選用意大利NICOTRA公司的離心風機，型號為DD146/190，其主要參數為風量300m3/h，全壓410Pa。

2空氣混合箱和流量箱的一體化設計

2.1空氣混合箱設計

空氣混合箱用于接收并精確測量被測空調器室內側出風溫濕度。因為空調器出風溫度與環境溫度相差較大，為了減少出風溫濕度測量裝置的漏熱量，將溫濕度測量裝置置于混合箱內。具體要求如下：

表1空氣取樣系統風阻匯總管段號構件名稱重要參數局部阻力系數ξ壓力損失P=ξρv2/2

1-2側孔吸風支面積比：0.106風量比：0.125支風速：4.8m/s支風速：4m/s0.050.69

主0.98.64

總9.33

笛管合流（選取最不利管路a）支通道面積比：0.25風量比：1主風速：1m/s支風速：4m/s11.82113.47

主0.3250.2

總113.67

匯合管合流支匯合管風速：5m/s出口風速：6.4m/s1.319.5

主0.819.66

2-3風管內沿程阻力空氣流量：0.05m3/s管徑：100mm查得Rm=8.5Pa管長：4m中心彎曲半徑等于管直徑的90°彎風速：6.4m/s34

四個彎頭0.2221.64

3-4突然擴大面積比：0.79計算風速：6.4m/s0.051.23

突然縮小0.143.44

總計222.5

（1）箱體采用δ=100mm雙面彩鋼聚氨酯保溫板，以使漏熱量不大于5%；

（2）取樣管采用φ100mm不銹鋼開孔圓管，開孔率為4%，均勻開孔，引風管為φ400mm不銹鋼管；

（3）混合箱進口處靜壓測量采用壁面測壓法。取壓板結構尺寸如圖2所示，材質為青銅，壓力出管尾部有螺紋，用于連接帶螺帽的三通接頭；

（4）為了提高氣流均勻性，需要增加各氣流間的相互擾動，故我們考慮在接受室出口前設置混合器，其形式如圖3所示。

根據混合箱內的風速小于0.77m/s[4]以及最大接受風量，可計算出箱體空氣流動方向的最小截面積。對于制冷量范圍為2000～20000kW，風量范圍為400～4000m3/h的高溫行車空調器[6]，可求得箱體最小截面積為1.44m2，取35%的安全余量，則為0.507m2。最后確定箱體截面尺寸為1300×1500（寬×高）。

2.2流量箱總體設計

流量測量箱主要包括噴嘴、噴嘴前后的整流板及取壓板。其用不銹鋼板焊接而成，并與混合箱合為一體，這樣既節省了材料又增強了系統的緊湊性，其結構如圖4所示。噴嘴前后箱壁設有取壓板，將四周的取壓管匯合后接到壓差變送器，以測量噴嘴前后壓差P。

圖3混合器示意圖

在噴嘴后正壁面上開設操作門，用來手動開關噴嘴及檢查噴嘴開關狀態。具體要求如下：

（1）箱體采用δ=50mm雙面不銹鋼聚氨酯保溫板；

（2）為使噴嘴前后空氣充分混合均勻，在噴嘴前后各設置一塊整流板，整流板由不銹鋼板加工，開孔率為50%左右；

（3）為防止因風機震動影響風量測量，流量箱與調零風機分離放置，兩者之間采用鋁箔軟管連接。

圖4空氣測量裝置總體結構示意圖

2.3噴嘴的選擇計算

根據高溫行車空調器的風量范圍、設計要求及相關標準[4～6]，選用長徑低比值標準噴嘴4只（0.20<B<0.50，β=d/D，d為噴嘴喉部直徑，D為上游管道內徑），其中d為ф80的噴嘴1只，ф110的噴嘴3只。噴嘴的結構尺寸見圖5，其技術數據如表2所示。噴嘴的選擇遵循了使設計風量范圍400～4000m3/h處于噴嘴組合中間范圍內的原則，各噴嘴風量范圍相互之間有一定的迭加，總的風量測試范圍為271～4254m3/h。

表2噴嘴的技術數據dmm材料流量范圍m3/hD1mmD2mmHmmhmmLmmn

80鑄鋁L104271-6631962261571314

110515-11972662961871806

圖5噴嘴的結構尺寸?

3結論

作為一個完整的空調器熱工性能測試系統，每一部分的準確嚴格設計都十分關鍵，直接關系到測量結果的準確性和可靠性。本文僅就處于核心地位的空氣取樣裝置、溫濕度測量裝置及風量測量裝置的設計問題進行了討論。本設計以常規空調測試標準為參考，在設計中充分考慮高溫行車空調的工作條件及特點，在系統設計、標準件選擇、運行操作等方面均以可靠、方便、降低成本為出發點，在提高特種空調器熱工性能測試精度及可靠性方面做了一些有益的嘗試。

參考文獻

1.李安桂.特種空調機.北京：科學出版社，2001.

2.陸甘華，茅清希，吳利瑞.某大型鋼鐵企業煉鋼車間行車電氣室空調系統現狀的調查研究.建筑熱能通風空調，2002，（6）：12-14.

3.何立江，鄔志敏，周大漢.R134a工質用于高溫空調器的理論及實驗研究.流體機械，2003，31（10）：41-43.

第3篇：控制器設計論文范文

(一)設計原則和設計單位的設計思路直接影響工程項目總投資

工程項目所確定設計思路和設計原則直接決定工程項目總投資，如新技術應用，進口設備的選用，系統布局原則，集約節約程度，附屬設施投入和外購程度，配套設施替代條件，藝術性及形象工程關注程度，可持續發展的條件，創造性思維和方法的應用，等等，都會對項目總投資起到決定性作用。

(二)設計方案直接決定項目投資的經濟性

設計方案的優劣，系統流程的合理性，設備配置的合理性和效果，資源節約利用程度，先進經驗、技術的普及性，落后淘汰技術的替代和更新程度等，都要進行經濟、環境、政策分析，做風險評估，最終確定項目投資的經濟性和節約程度。

(三)設計質量和效果是影響工程造價的重要環節

工程設計方案的優化是通過人員優化、項目設計管理優化以及科學的統籌安排來完成的系統工作。項目設計管理過程要抓住重點與關鍵點進行重點控制,以此提高工程設計方案質量，減少設計變更，控制重復投資，大力降低工程造價。

(四)設計方案優劣直接決定投運后的經濟效益

設計方案不僅要考慮投資額的高低，還應考慮項目投產后的生產成本高低和經營效益的好壞，與同行業的競爭優勢，環境及社會影響程度，更新及技術改造的投入程度等。

二、優化設計對控制工程造價的途徑

(一)加大設計管理力度

業主單位必須高度重視優化設計工作，積極采用招標等方式優選出設計單位，優化設計原則，明確設計思路和方法，全過程對設計優化加大監管力度，以系統設計的方法對項目的整體性、相關性、有序性、動態性、先進性、安全性、經濟性和最優化進行分析、論證，運用最優化的方法建立一個最佳系統、最佳投資的建設項目，確保設計優化工作全方位開展，保證投資項目經濟、節約、高效。

(二)做好設計方案的全方位細化優化和動態管理工作

設計方案優化包括工藝流程的優化、設備優選、耗用物料的節省、總圖布置優化、自動化的優選結構的優化、技術領先戰略最優、技術經濟指標應達到最優等。最終確保項目設計達到功能滿足、技術先進、安全適用、結構合理、滿足環境及節能要求、投資節省，對設計方案要以提高綜合價值為目標，以功能分析為核心，以系統觀念為指導，形成最佳方案。

(三)利用價值工程進行經濟性比較

在方案設計中，需要考慮整個設計方案的價值，要充分考慮項目的投資價值和功能價值。需要運用價值工程原理，從功能和成本兩方面來進行評價,計算改進方案的成本和功能值,根據改進方案的評價,從中優選最佳方案，從而通過優化設計方案有效地降低工程造價。

(四)強化基建期間的設計管理和設計質量控制

要加強施工階段的設計管理，控制設計變更，同時按優化設計管理的流程和辦法，做好設計變更和設計質量控制工作，強化優化設計效果。

(五)充分發揮第三方功能對設計工作進行監督和評價

設計階段，積極推行設計監理制，對設計優化和過程設計進行監理，并對相關關鍵環節、關鍵技術同時可委托社會專業機構進行專項評價，充分利用第三方的監督、評價職能，督促設計單位提高優化設計的水平和效果。切實推行限額設計，推廣標準化設計及典型性設計。實行項目技術經濟評價機制，對設計方案的項目功能、造價、工期和設備、材料、人工消耗等方面進行定量與定性結合的綜合分析，確定技術經濟效果好的設計方案，提高投資效益。

(六)安全和節能減排作為投資項目優化設計的重中之重

在項目設計中不僅僅考慮技術經濟的優化，更要注重系統設備的安全性，并要把節能減排指標的控制作為重要設計原則進行設計優化，在造價控制過程中，要充分考慮項目投資的功能價值和工程項目的社會價值，達到綜合價值最大化。

(七)制定優化設計、節約投資的激勵機制

項目單位必須制定相應的優化設計的獎懲管理辦法，結合設計監理和設計方案評價機制，從設計方案選定和評價，設計變更多少和影響程度，投資費用的節省，生產運營效果的評價和行業競爭優勢的比較，等等，全方位推行設計獎懲機制，推行設計索賠制度，切實保障設計質量和控制造價。(八)優化設計要勇于創新，敢于突破設計規范修改周期一般較長，而現在科學技術的發展又日新月異，設計工作要勇于創新，敢于突破，這不僅能節約造價還能為優化設計打下堅實的基礎。

三、結束語

第4篇：控制器設計論文范文

雖然，“敬宗收族”的目的在于收族，但“敬宗”卻是達到“收族”的最佳方式，以敬宗之名而行收族之實，進而達到穩定整個家族的目的。但在宋初，即便是士大夫之家亦是“耳目久不際，往往不知廟之可設于家也”。因此，在宋仁宗慶歷元年（1041）“聽文武官依舊式立家廟”之前，宋初的家族祭祀是“士庶皆祭于寢”的形式，稱之為“寢祭”，即祭祖的場所亦是日常生活之地，將人神置于同一處，顯得非常的隨意，很不莊重，是對祖先神靈的不尊敬。因此，其祭祀規模和產生的影響都非常有限，雖有敬宗之意，但收族之效卻不明顯。因此一些有見識士人依據自己家族的具體情況，創立祠堂祭祀祖先的方式，真宗咸平年間，任載之子康懿公任中正建祠奉其先祖，曰“家祠堂”，祠堂內神主之位皆依尊卑長幼之序擺放，“其嚴慈之尊，長幼之序，煌煌遺像，堂堂如生。宗屬以之視瞻，精爽以之馮附。”任氏以莊嚴肅穆的祠堂代替出入隨意的居所，行祭祖之事，以此來感召族眾，使得眾人皆心向族內“精爽以馮附”，并且以“嚴慈之尊”、“長幼有序”大大增強了家族的凝聚力。更重要的是任氏祠堂一反“前代私廟并置京師”的方式，“而復設于居里”，將祠堂固定在家族所在地，既便于族人瞻仰祭祀先祖，又能通過家族祭祀來團聚族眾，從而達到“收族”的目的。

同樣設立專門場所祭祀家族祖先的還有被稱為“宋初三先生”之一的石介，慶歷元年（1041）十一月二十日，宋仁宗南郊赦書“聽文武官依舊式立家廟”，而就在同一年稍早的八月八日，石介已然“緣古禮而出新意”，“自為之制”，“于宅東北位作堂三楹”，名之曰“祭堂”，“舉大王父以下為三十二墳，葬于祖瑩，復立祭堂于宅東北位。葬之以禮，祭之以禮也”。待到宋中期家廟宗祠更是日益繁盛，其宗旨亦上升到“經國家，定社稷，序民人，利后嗣”的高度。可見，從宋初開始，士大夫家族就充分認識到家族祭祀強化祖先認同、明確尊卑長幼之序，從而強化對族眾控制的功效。“收族者，謂別親疎（疏），序昭穆”，在敬宗過程中建立祠堂，祭祀家族祖先，其目的在于將族人全部納入家族內部的倫理體系，使得族眾具有團結意識，相互幫助、和睦相處。范仲淹曾說：“吾吳中宗族甚眾，于吾固有親疏，然以吾祖宗視之，則均是子孫，固無親疏也。”同宗共祖的血脈親情成為強化族人凝聚力的必要手段。

但是，僅僅依靠祭祀祖先的儀式形成權威，對一個家庭或一個家族進行日常管理，是非常不現實的，由此，更便于實際操作的家訓、族規的提出也就順理成章了。宋初大多數家訓、族規皆以和睦家庭、鞏固家族為宗旨，于家族中弘揚“孝悌”觀念。以宋初宰相第一人范質的《戒從子詩》為例，“戒爾學立身，莫若先孝弟，怡怡奉親長，不敢生驕易，戰戰復兢兢，造次必于是”。范質將孝悌作為后世子弟為人處世的首要準則，并將之看作延續家門的不二法門。其后的宋祁亦在《庭誡》中總結道：“要舉一孝百行閣不該焉”，“人性茍有一孝，則無所不包，猶樹根一固，而百枝生焉”，孝悌成為家訓首誡，所謂百善孝為先，作為家族一員，無論功績操守如何，一旦被認為是不孝之人，就將成為“名教”罪人，為人所不齒。而家訓亦是通過孝順父母，和睦兄弟，維護“孝悌之道”，達到家庭和睦之目的，進而孝悌及于家族，使家族和睦，并在此基礎上維持聚居大家族的穩定。

第5篇：控制器設計論文范文

關鍵詞：風力發電，太陽能，水泵，PWM

 

1引言

目前一些內蒙古以及西北部邊遠地區部分農牧區仍然處于無電狀態，人畜生活用水及農田灌溉大面積耕種灌溉用水成為亟待需要解決的難題。針對該問題設計出基于能量匹配的風光互補發電抽水智能控制器。

2風光互補發電抽水系統硬件結構

獨立運行風光互補發電系統由風力發電機、光伏陣列、卸荷器、控制器、蓄電池組、逆變器、及大小水泵等組成，如圖1所示。

其運行機理如下:風力發電機三相整流電經不可控三相整流器變成單相直流

圖1系統總體結構圖

Fig.1 The whole structure of control system

電，并經DC/DC變換器實現最大功率跟蹤；光電池的單相直流電通過DC/DC變換器實現功率跟蹤。

二者皆通過控制器控制而接入直流母然后給蓄電池供電；蓄電池連接在直流母線上，當風力發電機和光伏陣列輸出的電能除供給負載還有剩余時，蓄電池將這些電能儲存；當風力發電機和光伏電池輸出電能不足以滿足負載要求時，則由蓄電池向其供電。從而實現了最大化利用能量來抽水。科技論文，太陽能。該控制器已經過了試驗。取得了很好的效果。

2.1風力發電機控制部分

風力發電機在此選的是5KW的三相永磁同步發電機。具體風力發電機控制模塊部分電路如圖2所示。

風力發電機模塊電路是將風機輸出的三相電分別接入四部分。一部分是直接接入手動剎車空氣開關；另兩部分別是接入三相不可控整流橋；最后一部分是接入卸荷器。科技論文，太陽能。這兩路接三相整流橋的作用分別是： 一路三相橋是對風機電壓進行實時檢測，另一路則是將整流后的兩相電直接接入DC/DC變換器，然后通過單向導通二極管

和充電模式選擇器流入蓄電池。風機控制部分有三個PWM控制端：DC/DC端的PWM控制主要是通過檢測風機電壓的大小來改變脈寬，從而來實現風機的最大功率跟蹤。

2.2蓄電池控制部分

在這里該蓄電池選的是閥控式鉛酸蓄電池，電壓是12v，容量是200Ah，總共9塊。蓄電池充電模式選擇器，如圖4所示，這里主要采用的是PWM充電方式，具體分為三個階段來實現，第一階段即是PWM輸出占空比為100%，即晶閘管完全導通，此時蓄電池處于大電流灌充階段。第二階段是PWM輸出占空比為50%，即一半時間是導通，此時蓄電池處于小電流

充電階段。科技論文，太陽能。第三階段是PWM輸出占空比為20%，即只有四分之一的時間導通，此時蓄電池處于浮充狀態。

2.3卸荷器控制部分

卸荷器選用的是7.5KW卸荷器，這里采用的是交流無級卸荷，利用三角形接法。

2.4太陽能光電板控制部分

太陽能電池板功率這里選用的是720W。科技論文，太陽能。由9塊80W的太陽能板串聯而成。

太陽能板模塊的控制是將太陽能板輸出的正負端分別接入兩路。一路直接接入控制器對太陽能輸出電壓進行實時檢測。 另一路則接入DC/DC變換模塊，在經單向導通二極管，電流檢測端，充電模式選擇器進入蓄電池。

2.5水泵控制部分

在本次試驗中選定水泵分別是500W，揚程35m的深井潛水泵和1.1KW揚程45m的深井潛水泵。

在這里水泵的工作主要是根據不同的風速和太陽能光照強弱來切換工作，分為四種情況來切換工作。

（1）無風，有太陽；

太陽能功率足夠大，啟動小水泵；

（2）有風，有太陽；

<<時，啟動小水泵；

<<+時，啟動大水泵；

<時，同時啟動小水泵和大水泵。

（3）有風，無太陽；

<<時，啟動小水泵；

<<+時，啟動大水泵；

<時，同時啟動小水泵和大水泵。

（4）無風，無太陽；

根據實際需要用水量來選擇水泵，可通過手動模式來選擇所需水泵。科技論文，太陽能。

3結論

本文介紹的風光互補發電抽水控制系統已經在內蒙古四子王旗進行了試驗，取得了很好的效果。目前針對的是5kw風力發電機，和720w太陽能板。科技論文，太陽能。隨著日后家用電器大功率化，還可以選用更大功率的風力發電機、太陽能板、逆變器以及蓄電池。。從而來提高整套系統的功率。

[參考文獻]

[1]艾彬,小型戶用風光互補發電系統匹配的計算機輔助設計[D]呼和浩特：內蒙古大學理工學院碩士論文．2000

[2]李忠實，風光互補發電控制系統不同負載對蓄電池控制電壓的影響[J]天津大學，2005

第6篇：控制器設計論文范文

【關鍵詞】滑模變結構控制;抖振;倒立擺系統;伺服系統。

目 錄

摘 要 1

Abstract 2

1 緒論 5

1.1 滑模變結構控制理論的介紹 5

1.1.1 滑模變結構控制理論的起源和背景 5

1.1.2 滑模變結構控制研究的發展歷史和現狀 5

1.1.3 滑模變結構控制理論的特點 8

1.2 目前滑模控制設計中存在的問題 9

1.2.1 滑模控制器的設計要求 9

1.2.2 計算機實現滑模控制算法存在的問題 10

1.3 本論文的研究意義及研究內容 10

1.3.1 研究意義 10

1.3.2 研究內容 11

2滑模變結構控制的基礎理論 12

2.1 滑模變結構控制系統的基本原理與設計方法 12

2.1.1滑模變結構控制的基本概念 12

2.1.2 滑動模態的數學描述 14

2.1.3 滑動模態的存在和到達條件 15

2.1.4 滑模控制系統的設計過程 16

2.2.1 抖振問題 17

2.2.2 抖振的解決辦法 18

2.3 本章小結 19

3滑模控制在低速摩擦伺服系統中的應用 20

3.1 引言 20

3.2 低速摩擦伺服系統的主要問題 20

3.3 伺服系統描述 20

3.4 滑模控制器設計 21

3.5 仿真實例 23

3.5.1 PD控制 23

3.5.2 滑模控制 24

3.6本章小結 28

4 臺車式倒立擺的滑模控制 29

4.1 引言 29

4.2臺車式倒立擺模型及其原理 29

4.2.1 臺式倒立擺模型 29

4.2.2臺車式倒立擺原理 29

4.3 滑模控制器設計 30

4.3.1 切換函數設計 30

4.3.2 控制律的設計 32

4.4 仿真實例 33

4.4.1 常值切換控制律仿真 33

4.5 本章小結 36

5 滑模變結構控制在機器人中的應用 38

5.1 引言 38

5.2 機器人控制的主要問題 38

5.3 機器人的數學模型 39

5.4 基于濾波的機器人滑模控制 40

5.4.1 引言 40

5.4.2 基于濾波的機器人滑模控制 41

5.4.3仿真實例 44

5.5 本章小結 46

6 總結與展望 47

參考文獻 49

致 謝 50

附錄 51

1. 滑模控制在低速摩擦伺服系統中的應用 51

1) 控制器S函數：chap1.m 51

2) 被控對象S函數：chap1plant.m 52

3) 作圖程序:chap1plot.m 55

2.臺式倒立擺的滑模控制 56

1)主程序chap2.m 56

2)控制子程序chap2eq.m 58

3.滑模變結構控制在機器人中的應用 59

第7篇：控制器設計論文范文

關鍵詞：角度傳感器，C8051F005單片機，角度預置，步進電機，顯示聯動

 

0.引言：

傳感器在現代信息技術中有著舉足輕重的地位，傳感器為系統提供進行處理和決策所必需的原始信息，很大程度上影響和決定著系統的性能，本設計采用以單片機為控制單元，用單軸傾角傳感器檢測平衡板傾斜角度，采取步進電機控制平衡板角度自動旋轉目的。

1.硬件電路設計

角度傳感器硬件連接圖如圖1所示，當步進電機帶動平衡板傾斜到使角度傳感器SCA60C處于水平位置時，Vo端輸出+0.5V的模擬電壓。傳感器SCA60C僅可精確檢測到0~90度的角度范圍，當平衡板轉到使角度傳感器與水平面成90度的角度時，此時Vo端輸出+5V的模擬電壓。在0~90度的傾角范圍內，Vo端輸出的是正比于傾角大小的+0.5~+5V的模擬電壓信號，當平衡板轉動到使角度傳感器與水平面間的角度從90度到180度的范圍變化時，輸出端Vo輸出的是從+5V依次變化到+0.5V 的模擬電壓信號[1][2]，因此通過測定傳感器SCA60C輸出端Vo電壓的大小即可確定平衡板與水平面的夾角。

步進電機驅動電路的設計本系統中，我們選擇4相5線步進電機，其驅動電路主要由L297+L298組成，該驅動電路集驅動與保護于一體。L297是脈沖分配器，只要步進電機A、B、C、D四項依次連接到J1的1、2、3、4各點，且將剩下的一條線接地，L297就會自動的將輸入到端口CW/CCW的脈沖分配給步進電機的各個相序，此時步進電機便可轉動[3][4]。控制電機時只需單片機通過I/O口向L297的cw/ccw和clock端發送控制信號即可控制它的轉速和正反轉。驅動電路原理如下圖2。論文參考。論文參考。

圖1角度傳感器硬件連接圖圖2步進電機驅動電路原理圖

本系統主要由主控制器模塊、角度檢測模塊、A/D轉換模塊、鍵盤模塊和顯示器模塊等部分組成，系統連接圖如圖3所示：

圖3系統框圖

系統分為兩個工作模式，工作于模式一時，可通過鍵盤模塊預置一個角度，主控制器接收到此信息后，通過控制電機控制模塊來使角度檢測模塊做出轉動動作以使平衡板按輸入角度完成傾斜動作。同時，角度傳感器輸出的模擬量經A/D轉換模塊轉換后送入主控制器，主控制器據此輸入判定平衡板是否已傾斜到預置的角度，并據此來控制電機控制模塊，并且主控制器模塊通過控制顯示模塊實時的顯示平衡板的傾斜角度。通過按鍵模塊可將系統切換到模式二，模式二的功能是能始終保持平衡板的水平，且能使顯示模塊顯示的內容與平衡板聯動，兩種工作可通過按鍵來切換。系統使用c8051f00作為控制核心，128*64作為顯示器，4*4鍵盤來輸入需要預置的角度。程序具有角度預置和自動尋找平衡點兩種模式，根據不同需要選擇，具有友好人機界面，操作簡單易懂。軟件流程圖如下圖4所示：

圖4 程序流程圖

2.系統測試與分析

表1系統性能測試

 

基本要求測試 發揮部分測試 輸入角度大小 平衡時角度 誤差 起始傾斜角度 平衡時角度 誤差 30o　 29.07 o

0.70% 14 o

0 o

0 65 o

65.6 o

0.90% 32 o

0.3 o

0.90% 94 o

94.2 o

0.20% 80 o

0.3 o

0.38% 110 o

110.4 o

0.36% 76 o

0.7 o

0.92% 176 o

175.7 o

0.17 121 o

第8篇：控制器設計論文范文

關鍵詞：智能大廈，監控系統，建設

 

智能大廈監控系統不同于一般的室外環境的監控。首先，大廈內部的監控布線要結構話，其次，要考慮系統的：技術先進性;方便靈活性；實用；高效；運行成本低性；經濟性等特點。論文大全。所有視頻監控點在方案設計初期要全部考慮在內，盡量避免以后增加監控點的現象。本文主要對該系統中的門禁系統、防盜報警系統、閉路電視監視系統和停車場管理系統等的設置進行研究。

1.門禁系統

1.1門禁機(讀卡器)的設置

根據需要在門外設置(含房間、樓梯間、通道等)距地1.2～1.3m選型一般為感應卡式,根據重要性可選指紋型或瞌孔型門禁機,可雙面門禁,也可單面門禁(室內設出門按鈕)。

1.2從控制器

門禁機和門禁主機的連接設備,根據需要從控制器可連一、二、四、八個門禁機。從控制器電源設備選定:AC220V50Hz/DC12V,l-5A。

1.3主控制器

主控制器由計算機硬件和軟件組成,安裝于中央控制室。其中包含各種控制擴展板,遙控程序設置器,機上顯示板,數據存儲轉移模塊等。

1.4巡更系統讀卡器

讀卡器(讀頭)就是門禁機(巡更開關)。此部分可納入門禁系統一并設置。

1.5電梯門禁系統

在部分電梯設置讀卡器,持有效卡可前往相關樓層。

1.6特別說明

(1)智能大廈可實行-卡通門禁管理,還可進入-卡通消費系統。

(2)門禁系統應能在火災時自動開啟相應的門。可利用火災聯控裝置來完成此功能。

2.防盜報警系統

防盜報警系統就是用探測器對建筑物內外重點區域、重要地點布防,在探測到非法入侵者時,信號傳輸到報警控制器:聲光報警,顯示地址,有關值班人員接到報警后,根據情況采取措施,以控制事態的發展。防盜報警系統除上述報警功能外,尚有聯動功能。諸如:開啟報警現場燈光(含紅外燈)、聯動音視頻矩陣控制器、開啟報警現場攝像機進行嚴視,電視矩陣控制器一系列聯控:使監視器顯示圖像、錄像機錄像、多媒體控制器自動或人工操作等等這一切都可對報警現場進行聲音、圖像等進行復核,從而確定報警的性質(非法入侵、火災、故障等),以采取有效措施。

2.1各種探測器的設置

根據需要把防盜雙鑒探測器、被動紅外束射探測器、玻璃破碎探測器、各種開關等布置于大廈出入口、樓梯間、電梯廳、需要防護的門窗、重要辦公室、重要機房等場所。按照不同的布設環境選擇不同報警器和安裝方式(如壁掛、吸頂)。

2.2聲音復核裝置的設置

在需要聲音復核的場所設置微型監聽器(電子監聽器),一般采取壁掛方式距地2m左右,監聽器與音頻矩陣箱間線路多為二芯屏蔽對絞線,如RVVP2×0.5mm2。在控制中心設有音頻矩陣箱,該箱與視頻切換/控制主機間采用RS485接口,采用對絞線RVVP2×0.5mm2連接。

2.3報警控制中心設置

在小容量系統(路數≤64):通常按分區設置八路報警接口箱,八臺箱使回路可達64個。報警頭與報警接口箱間,通常為3芯屏蔽線,RVVP3×0.5mm2。報警接口箱與視頻切換/控制主機間采用RS-485串行接口,對絞線RVVP2×0.5mm2。

當系統≥64回路時,有兩種解決方案:

其一:選擇大容量系統,該系統配置128路報警輸入卡,系統容納8～16臺報警輸入卡,則容量可達2048路報警。如還不夠,可多系統組合。

其二:采用門禁/報警管理系統。系統參數:持卡人數65000;門禁機16320;報警防區(路數)130560;報警輸出130560;本地打印機225臺;報警狀態屏1020個;且支持計算機間加密傳輸技術……。各設備間連接方式為RS-232/RS一485接口,對絞屏蔽線RVVP2×0.5mm2。

3.閉路電視監視系統的設置

在保安系統中越來越多的應用電視監控系統。它使管理人員在控制室便能看到大廈內外重要地點情況,給保安系統提供視覺效果,為消防、樓內各機電設備的運行及人員活動提供了監視手段。

3.1攝像機的設置

根據不同環境選定不同攝像機以及不同的安裝方式,如攝像機是黑白的還是彩色的,鏡頭配置的選擇,焦距多大范圍,自動調焦、光圈、聚焦是手動調節,固定焦距,攝像和鏡頭尺寸的配合,是否設置云臺,安裝方式的確定,是否選擇球型、半球型攝像機(尺寸的確定),在大廳和電梯轎廂內選擇廣角鏡頭,攝像機防護罩的選取、照明燈具的選取等都隨功能的不同而異。

攝像機(含鏡頭)的控制:由控制器解碼器完成。解碼器因功能不同而種類很多,但都是在接收矩陣主機傳來的信號后去遙控云臺,鏡頭和輔助設備的動作。解碼器與矩陣/控制主機間的連接有二種方式:“C',型(同軸控制)和“D型&quot;(對絞線控制)。前面已述及,同軸控制“C?quot;因設備造價高昂而應用較少。對絞線控制“D型&quot;,即RS485方式可控距離達3km。且這種方式可用于光纖、微波以及其它傳送方式。

特別提示:保安監控系統的線路因現場設備安裝位置一般是在走廊、大廳和房間的上部,有的緊貼吊頂,而且同軸電纜和對絞線也較便宜L運行管理獨立,所以一般不宜與大廈綜合布線電纜合用。當然其它數據、圖像的傳輸就另當別論了。

3.2中央控制室的設置

為了保安工作的方便,一般中央控制室隨保衛部門設于大廈首層。其設備主要包括:視頻矩陣切換/控制主機,報警接口箱,音頻矩陣箱,字符發生器,錄像機,主控鍵盤,副控鍵盤,音視頻監視設備,多媒體終端以及電源設備等。

視頻矩陣切換/控制主機,目前有各種輸入/輸出規格,如8×2,8×4,16×6,96×8,還有視頻96人/8出,音頻96入/8出一64路報警8控制鍵盤等。論文大全。特大型系統有視頻4096入/4096出一報警2048路,32臺鍵盤的切換/控制主機。在設計和安裝實施中,根據需要留有余量,設置規模,選定設備。論文大全。

視頻主控制器根據報警系統輸入信號,完成云臺控制,攝像機移動控制,燈光控制,鏡頭的控制,以及聯動音視頻監視器、錄像機等等。門禁系統通過網關接人主機形成防盜報警、電視監控、出入口控制三合一的集成系統。借助于多媒體技術一聲、圖并茂的信息傳播能力與計算機的交互性相結合的技術,使智能大廈的保安系統智能化,從而確保大廈的安全。

4.停車場管理系統

一般的智能大廈地下室均設有停車場,對停車場進行自動化管理是必要的,停車場管理系統的功能大致有:出、人口控制、泊車位導向、攝錄車輛外形、特征、牌號、記時收費。其中車牌影像識別系統具有保安功能,它可防止偷車事件發生。當用戶人場取票或使用月票、儲值票時,電腦會通過人口處的攝像機,將車型、車牌號碼的彩像記錄,同時也記錄下該入場票或月票、儲值票的編號。當用戶離場付費或驗票時,電腦會自動將該車編號票證持有者擁有的車輛的車牌、車型等與在入場時留下的錄像的車牌、車型等同時顯示在顯示屏和閉路電視監視器上,工作人員確認后,自動開啟閘門放行,同時這些圖像存入計算機硬盤備查。

以上設備有機結合,一般將音視頻監視器設于“電視墻&quot”,其余集中設于控制臺上。控制室的面積由系統規模確定,電源可靠,能溫濕度控制,地面設防靜電活動地板。

隨著網絡技術的不斷深入，視頻監控技術只有沿著網絡化、智能化的方向發展，才能滿足智能建筑等對視頻監控高穩定性，高可靠性和便于安裝維護的要求。

參考文獻：

[1]賀建權.數字化視頻監控系統集成工程設計[D].湖南大學, 2007.

[2]林亮.廈門軟件園二期智能化系統建設探討[J].安防科技,2008, (12):56-58.

第9篇：控制器設計論文范文

關鍵詞：可編程控制器 車停位檢測傳感器 輔助停車裝置 紅外檢測預警

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0017-02

1 引言

隨著我國邁入小康社會，停車難的問題縈繞在每個人的心頭。通過對松江區的萬達商業廣場等多個地下停車庫進行實地調研，發現在照明昏暗的情況下很難發現地面上的白色車位邊界線，這對司機停車造成了困擾，降低了司機停車的效率；另外，在司機停車過程中并沒有對車輛的運行位置進行監控，也沒有對駛出左右邊界的車輛進行提示，這樣很容易導致剮蹭事故。本裝置屬于電氣控制技術領域，特別涉及一種車庫運行管理系統中的車位輔助停車電氣控制裝置。

2 項目設計要求

車庫車位按照某種功能分為若干區域，各區域有若干車位；每個停車位的下方放置停車壓力傳感器用于檢測該位置是否擁有車停放，車停位檢測傳感器與控制器相連，將停車位信息傳送至控制器；停車車位邊界指示有若干個嵌入地下的指示燈構成，所有指示燈距離分布在停車車位邊界上，當有汽車需要停入該車位時，車位邊界指示燈點亮，司機可以非常清晰的看到車位邊界；車位邊界檢測采用紅外線檢測對車停過程中的車行位置進行實時檢測，車位邊界檢測的檢測裝置與控制器相連，將檢測信號傳送給控制器，當停車過程中出現待停車輛駛出車位邊界線時啟動聲光報警器，提醒司機及時調整停車路徑。車庫車位平面圖如圖2.1所示。

3 基于PLC的車庫車位輔助停車裝置的設計

3.1 功能描述

基于PLC的車庫車位輔助停車裝置示意圖如圖3.1所示，主要功能器件包括車停位檢測傳感器、停車位邊界指示裝置、車位邊界內、外檢測、聲光報警器、LED指引燈。

功能1：當控制器接收到選位信號后，車行指示燈以流水燈的工作方式點亮指引車輛進入待停車位。

功能2：停車車位邊界指示由若干個嵌入地下的指示燈組成，所有指示燈等距離分布在停車車位邊界上。當停車車位邊界指示處于工作狀態時，指示燈點亮，待停車輛的駕駛員能清晰地看清楚地面的停車位邊界線，照明光線和積水帶來的視覺干擾被極大地降低，有利于駕駛員安全的泊車。當檢測車輛停放到位后，經過一定時間的延時，停車車位邊界指示燈熄滅，恢復待機狀態。

功能3：在駕駛員泊車過程中，車位邊界檢測將全程監控車行的位置是否在停車位的安全范圍內。車位邊界檢測采用紅外線檢測，檢測裝置包含內、外兩側。內側邊界檢測進行預警，外側邊界檢測進行報警。車位邊界檢測的檢測裝置與控制器相連，將檢測到的車行信號送給控制器。當內側邊界檢測器檢測到待停車輛行駛信號時，報警燈低頻閃爍，報警器發出低頻預警聲，說明該車輛的位置已經偏離了停車安全范圍，駕駛員應當及時調整停車的行車方向；當外側邊界檢測器檢測到待停車輛行駛信號時，聲光報警器報警燈高頻閃爍，并發出高頻報警聲，說明該車輛的位置已經超出了停車安全范圍，駕駛員應當立即調整停車操作，以免發生待停車輛與左右兩邊車輛的剮蹭事故。

功能4：當車停位檢測傳感器檢測停車位車輛停放時間超過5分鐘未發生變化，視為泊車操作結束，相應的停車車位邊界指示、車位邊界檢測和聲光報警器的工作狀態復位。

3.2 輸入輸出端子分配

本裝置設計包括車庫的所有車位的功能，各區域可采用工業控制網絡來實現信號的傳輸并實現功能控制。本文主要對某一特定庫位的功能實現進行設計與實現。以1號庫位為例，經過分析確定輸入信號為內側紅外檢測等6個信號，輸出控制端包括停車位邊界指示燈等7個信號，共計13個信號，如表3.1所示，所以確定可編程序控制器的型號為FX2N64MR，每個PLC可實現對4個庫位的控制。

3.3 基于PLC的車庫車位輔助停車裝置結構框圖

“基于PLC的車庫車位輔助停車裝置”的控制涉及PLC控制技術、工業控制網絡、LED顯示技術，傳感器技術等，系統控制框圖如圖3.2所示。

3.4 基于PLC的車庫車位輔助停車裝置控制功能實現

整個控制裝置以接收到選位控制信號為啟動，車位邊界指示燈點亮，同時Y1～Y4以1S間隔流水燈狀態工作指引車輛入庫；當車位停車檢測傳感器檢測到信號超過5S，表示車輛在車位中停放靜止狀態；當車位內側檢測裝置檢測到信號時，系統發出周期為1S的低頻聲光預警；當車位外側檢測裝置檢測到信號時，系統發出不間斷的聲光報警。裝置控制功能部分程序實現如圖3.3所示。

4 結語

本裝置實現了對待停車輛指引到位、車停位檢測、車位邊界指示、停車過程預警和出界報警等功能，使停車過程更加安全和人性化。整個控制使用三菱FX2N可編程序控制器控制，通過對實驗設備進行調試，最終實現了設計要求。本裝置進行簡單額改進就可以應用于別墅中的獨立私家車庫；地面行車指引機構也可以用于高架路、高速公路等道路交通，尤其是在陰雨天晚上，地面有積水的路況下能夠有效的提高行車的安全性。

參考文獻

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