控制器设计论文精选(九篇)

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第1篇：控制器设计论文范文

可编程控制器课程单元，是对于在电子电器以及拖动设备中设置的逻辑控制单元原理和应用方式进项简洁介绍的课程单元，早期的PLC只能做些开关量的逻辑控制，因而叫PLC。近年来，PLC采用微处理器作为中央处理单元，不仅有逻辑控制功能，还有算术运算、模拟量处理甚至通信联网功能，正确应称为PC。但为了与个人计算机有所区别，仍称其为PLC。尽管功能在逐步强大，但是由于该技术是依托于成熟的储存模块，通过写入读出进行控制过程设置的一项实用性技术，其现实应用虽是集通信技术、计算机技术以及自动化技术为一体的新型自动控制装置，但组装方便，编程简单，适合大规模格式化应用，因此对学习者的基础要求和编程能力没有特殊要求，可以作为一种实用性技术作为教学目标。尤其是对于学习电力自动化和电子电器的学生，学好可编程自动化课程对于熟悉自动化控制原理以及将来在工作实践中，能够得心应手的处理电器问题以及简单设计一些控制单元有着决定性的作用，因此对于中等职业学校的可编程控制器教学单元课程设计的好坏，不仅决定了学校自动化控制专业的水平，也同时决定了学校的毕业生是否能够顺应社会，成为社会上可造之材的关键课程，不得不引起电子电器以及自动化控制专业的专业课程所重视，并花大力气解决教学课程设计等工作。

2可编程控制器教学的主要课程目标

可编程控制器技术，是现代工业自动化三大支柱之一，其目标就是实现设计意图和设备运行的即时通信。随着教育的发展，教会学生了解可编程控制器的原理，以及工作特点是课程的首要任务，也是教育要面向未来的最基本要求，这是现代工业对对课程设计的主要现实要求。而对课程目标而言，就是要顺应这一时代要求，把这一体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强的实用技术方法传授给学生，使得学生能够按照从业需求掌握相关知识和技能。

3教学课程的设计重点选择

课程设计的基础来源于所教授单元的结构体系，对于可编程控制器技术而言，它是设备电气系统的心脏和交互传输中心，可编程控制器就是这一完整单元的承载者和实现者，而对于中等职业学校的学生而言，控制原理主要作为了解，而控制输入单元的设计和运行原理就需要加大力度去了解，并加以熟练掌握，达到能够简单设计和故障排除的职业需求。同时对于中等职业学校的学生而言，执行机构由控制元件和开关系统指挥各类机械的运行对于这类学生是主要的学习目标，因此重中之重应该安排这部分的教学设计。

4课程设计的主要方法和教学途径分析

4.1入门教育

可编程控制器科目的学习，对于中等职业技术学校的学生而言，很容易产生畏难情绪，以为像计算机编程语言一样晦涩难懂，从而产生畏难情绪。因此初始教案的设计就应当有针对性的进行设计，从学生的兴趣爱好入手，充分利用学生对知识的渴望和新鲜感，加以正确有效的引导。从身边的PLC应用入手，讲解相应专业同可编程控制器应用的关系，给学生描绘可编程控制器在城市便捷交通控制、生活设施，以及市场上流行的数控加工中心、机械手，甚至3D打印机应用的广泛实例，激发学生获取知识的欲望和好奇心，觉得它就在我们身边。同时教师还可以配合激励机制联系就业市场的需求（有较多单位提出“懂得PLC者优先”），从而激发了学生的学习欲望。

4.2课程进度设计要素

根据学生素质参次不齐的现状，中等职业教育可控制编程器课程单元应当是从简单应用入手，增加学生学习的信心和勇于探索的内在需求。在现代科技飞速发展的今天，信息的来源层出不穷，充分发挥校园信息平台，利用互联网和各类科学技术讲座，不断灌输自动化对生活的改变，让学生身处可编程控制器带来的惊喜改变中，把课程设计融入学生的个人生活中去，循序渐进让学生从内心里接受知识，接受不断进取、不断获取新知识新技能的内在动力。在享受科技发展带来的便利和科技进步之余，也将自己融入科技进步的洪流中去，真正成为知识的主人。

4.3把课堂教学变成互动参与的知识殿堂

教学的主体最终还是学生自身，因此在课程设计上需要着重增加学生的主动性和参与度，可以采用老师下课题，分组收集相关知识点的方式，让学生对所学内容进行外延和内涵的扩展活动，从学生收集的图片资料和其他应用范例中获取营养，在获取知识的同时培养同学之间的合作意识和竞争意识，增添了学生学习的信心和对课程的浓厚兴趣。对于可编程控制器这一实用但略显枯燥的课程而言，直观教学的方法无疑可以带来良好的课程效果，在增加感性认识的同时，可以拓宽学生的知识视野，同时可以培养学生的观察能力，同时也可以采用互动环节，让同学们自助设计和制作示教板和器具以及简易控制单元，从而使学生对理论知识，学生在感性直观教学中易于理解、掌握。

4.4充分利用多媒体教学手段

中等职业技术学校的生源一般都来自城市周边，对于工业化的理解并不直观，尤其对于大型设备，大型流水线以及数控加工中心的认识一般都缺乏必要的认识。在实习和学习之前，充分利用多媒体辅助教学，就可以解决这一难题，充分利用多媒体技术制作教案，用丰富的设备设施充分体现可编程控制器的应用。同时对于晦涩难懂的理论也可以直观的分化出来，把编程输入和控制流程，直到各种控制动作的实现都一一展现在学生的面前，达到控制过程直观呈现的效果，充分理解可编程控制器的控制原理，细化程序的设计理念和操作方法，摒弃枯燥的填鸭教学以避免给学生带来畏难情绪。

4.5利用好实验手段，展示课程魅力，提高学生学习兴趣

众所周知，实验课是电子电器类课程最能吸引学生好奇心和创造性的科目，不但可以起到理论课的补充作用，更是强化学习效果的重要手段，在现代教学理念中还把实验课作为检验学生学习能力和动手能力的主要考察方向，因此做为一个良好的课程设计，可谓不能不加以充分认识和利用。通过实验，学生们充分的动手实验，观察现象和结论，不仅可以加深理解所学的基础知识，同时通过实际的模拟实验，可以直接了解将来工作中手动编程器的使用情况，是学生们走上社会后直接面对工作的捷径，从而提高学生的社会适应性，增强学生的就业竞争力；而不单单是一种学习知识了解技能的工具。因此对于以造就实用型复合人才为培养目标的中等职业学校，充分利用好实验手段，是教学课程设计的关键命题。

5结语

第2篇：控制器设计论文范文

关键词：行车空调空气焓值法取样风机空气混合箱流量箱

0前言

在冶金企业的炼钢、焦化、初轧、炼铁等工厂中，通常采用高温行车空调对高温车间行车操纵室进行局部空气调节，以改善操作人员的工作条件，提高劳动效率。高温行车空调的工作环境比较恶劣，具有环境温度高、空气污染较为严重、行车运行时振动大等特点。环境温度可达45℃，甚至达到60℃以上，这些都对空调器的性能和可靠性提出了更高要求。因此，有必要建立高温行车空调专用的热工性能实验室，根据相关标准的要求对其各项性能指标进行严格测试，以达到优化产品质量，提高竞争力的目的[1～3]。

空气焓值法实验装置主要由绝热库房，空气再处理装置，空气取样装置，空气接受混合装置，风量测量装置及电气控制等部分组成。高温行车空调作为特种空调的一种，目前我国尚无专门的测试规范。根据一些生产厂家的技术资料，行车室内的空气干球温度一般取28～30℃。且根据文献[4]，本文采用空气焓值法测定高温行车空调的制冷量，着重探讨空气取样测量装置的设计方法，通过对取样风机、温湿度测量箱、空气接收混合箱和循环风量测量箱的合理设计，达到尽可能高的测试精度。

用空气焓值法测量空调器性能，需要测量空调器室内侧进出口处空气焓值及空调器的循环风量。因为目前无直接测量焓值的设备，只能靠间接测量获得，即需通过测量当地的大气压力、空气干球温度和湿球温度求得。空调器循环风量测试采用差压法，即通过测量空气经过喷嘴的压力降及喷嘴前的空气参数间接计算出空气流量[4，5]。

1空气取样及测量装置设计

1.1总体设计

空气取样及测量装置主要由取样风机、取样笛管及温湿度测量箱组成。利用取样风机及取样笛管引入空调器进出口的典型样本空气，将其送入温湿度测量箱测量。要求如下：

（1）取样风机与取样笛管相互独立，两者间用铝箔软管连接，无需保温；

（2）温湿度测量箱采用有机玻璃胶合而成，主要由风道、水盒（用于测量湿球温度）、补水杯组成。其标准流通截面尺寸为100mm×100mm，长250mm；

（3）取样笛管采用不锈钢管焊接而成，包括汇合管和笛管。每根笛管开有吸风口，两边等量交错开孔。

1.2取样风机的选择

（1）风量计算

取样风机的风量V可按公式（1）计算：

（1）

式中：vt为温湿度测量箱内垂直于温度传感器方向的风速，取5m/s；At为测量箱内流通截面积，取0.01m2。计算结果为0.05m3/s（180m3/h）。

（2）风压计算

空气取样装置的风阻包括取样笛管到风机进口的沿程阻力及局部阻力。可用图1的模型表示。为计算简便，对空气取样系统的各段风管作如下简化：

A．1-2为取样笛管段：1-2的阻力由三部分组成：笛管吸风阻力，笛管合流阻力及汇合管合流阻力；

图1空气取样系统风道压力损失模型?

B．2-3为连接软管段：在此按最不利管路情况模拟：有四个90°的弯头，中心弯曲半径为ф100，同时管长按拉伸计算。2-3的阻力由两部分组成：风管沿程阻力和四个弯头阻力；

C．3-4为温湿度测量箱段：3-4阻力由两部分组成：风管到测量箱的突然扩大与测量箱到风机入口的突然缩小阻力；

D．4-5为风机段：空气从风机出口排出时存在阻力，因风机尚未选定，故暂不做考虑。

根据以上分析，计算结果汇总于表1。风机所需的风压为：

（2）

式中：P为风机所需全压，Pa；v为出风口的风速，m/s；P为总风阻，Pa；ρ为空气密度，取1.2kg/m3。计算结果为P=247Pa。

（3）风机选择

由于整个装置的风阻较大，且希望风机出口具有较大的全压，以减小对被测空调器回风口的影响，同时也使安装方便，根据所需风量180m3/h及风压247Pa（全压），可按相关风机样本的风量和全压参数选择风机型号。取样风机选用意大利NICOTRA公司的离心风机，型号为DD146/190，其主要参数为风量300m3/h，全压410Pa。

2空气混合箱和流量箱的一体化设计

2.1空气混合箱设计

空气混合箱用于接收并精确测量被测空调器室内侧出风温湿度。因为空调器出风温度与环境温度相差较大，为了减少出风温湿度测量装置的漏热量，将温湿度测量装置置于混合箱内。具体要求如下：

表1空气取样系统风阻汇总管段号构件名称重要参数局部阻力系数ξ压力损失P=ξρv2/2

1-2侧孔吸风支面积比：0.106风量比：0.125支风速：4.8m/s支风速：4m/s0.050.69

主0.98.64

总9.33

笛管合流（选取最不利管路a）支通道面积比：0.25风量比：1主风速：1m/s支风速：4m/s11.82113.47

主0.3250.2

总113.67

汇合管合流支汇合管风速：5m/s出口风速：6.4m/s1.319.5

主0.819.66

2-3风管内沿程阻力空气流量：0.05m3/s管径：100mm查得Rm=8.5Pa管长：4m中心弯曲半径等于管直径的90°弯风速：6.4m/s34

四个弯头0.2221.64

3-4突然扩大面积比：0.79计算风速：6.4m/s0.051.23

突然缩小0.143.44

总计222.5

（1）箱体采用δ=100mm双面彩钢聚氨酯保温板，以使漏热量不大于5%；

（2）取样管采用φ100mm不锈钢开孔圆管，开孔率为4%，均匀开孔，引风管为φ400mm不锈钢管；

（3）混合箱进口处静压测量采用壁面测压法。取压板结构尺寸如图2所示，材质为青铜，压力出管尾部有螺纹，用于连接带螺帽的三通接头；

（4）为了提高气流均匀性，需要增加各气流间的相互扰动，故我们考虑在接受室出口前设置混合器，其形式如图3所示。

根据混合箱内的风速小于0.77m/s[4]以及最大接受风量，可计算出箱体空气流动方向的最小截面积。对于制冷量范围为2000～20000kW，风量范围为400～4000m3/h的高温行车空调器[6]，可求得箱体最小截面积为1.44m2，取35%的安全余量，则为0.507m2。最后确定箱体截面尺寸为1300×1500（宽×高）。

2.2流量箱总体设计

流量测量箱主要包括喷嘴、喷嘴前后的整流板及取压板。其用不锈钢板焊接而成，并与混合箱合为一体，这样既节省了材料又增强了系统的紧凑性，其结构如图4所示。喷嘴前后箱壁设有取压板，将四周的取压管汇合后接到压差变送器，以测量喷嘴前后压差P。

图3混合器示意图

在喷嘴后正壁面上开设操作门，用来手动开关喷嘴及检查喷嘴开关状态。具体要求如下：

（1）箱体采用δ=50mm双面不锈钢聚氨酯保温板；

（2）为使喷嘴前后空气充分混合均匀，在喷嘴前后各设置一块整流板，整流板由不锈钢板加工，开孔率为50%左右；

（3）为防止因风机震动影响风量测量，流量箱与调零风机分离放置，两者之间采用铝箔软管连接。

图4空气测量装置总体结构示意图

2.3喷嘴的选择计算

根据高温行车空调器的风量范围、设计要求及相关标准[4～6]，选用长径低比值标准喷嘴4只（0.20<B<0.50，β=d/D，d为喷嘴喉部直径，D为上游管道内径），其中d为ф80的喷嘴1只，ф110的喷嘴3只。喷嘴的结构尺寸见图5，其技术数据如表2所示。喷嘴的选择遵循了使设计风量范围400～4000m3/h处于喷嘴组合中间范围内的原则，各喷嘴风量范围相互之间有一定的迭加，总的风量测试范围为271～4254m3/h。

表2喷嘴的技术数据dmm材料流量范围m3/hD1mmD2mmHmmhmmLmmn

80铸铝L104271-6631962261571314

110515-11972662961871806

图5喷嘴的结构尺寸?

3结论

作为一个完整的空调器热工性能测试系统，每一部分的准确严格设计都十分关键，直接关系到测量结果的准确性和可靠性。本文仅就处于核心地位的空气取样装置、温湿度测量装置及风量测量装置的设计问题进行了讨论。本设计以常规空调测试标准为参考，在设计中充分考虑高温行车空调的工作条件及特点，在系统设计、标准件选择、运行操作等方面均以可靠、方便、降低成本为出发点，在提高特种空调器热工性能测试精度及可靠性方面做了一些有益的尝试。

参考文献

1.李安桂.特种空调机.北京：科学出版社，2001.

2.陆甘华，茅清希，吴利瑞.某大型钢铁企业炼钢车间行车电气室空调系统现状的调查研究.建筑热能通风空调，2002，（6）：12-14.

3.何立江，邬志敏，周大汉.R134a工质用于高温空调器的理论及实验研究.流体机械，2003，31（10）：41-43.

第3篇：控制器设计论文范文

(一)设计原则和设计单位的设计思路直接影响工程项目总投资

工程项目所确定设计思路和设计原则直接决定工程项目总投资，如新技术应用，进口设备的选用，系统布局原则，集约节约程度，附属设施投入和外购程度，配套设施替代条件，艺术性及形象工程关注程度，可持续发展的条件，创造性思维和方法的应用，等等，都会对项目总投资起到决定性作用。

(二)设计方案直接决定项目投资的经济性

设计方案的优劣，系统流程的合理性，设备配置的合理性和效果，资源节约利用程度，先进经验、技术的普及性，落后淘汰技术的替代和更新程度等，都要进行经济、环境、政策分析，做风险评估，最终确定项目投资的经济性和节约程度。

(三)设计质量和效果是影响工程造价的重要环节

工程设计方案的优化是通过人员优化、项目设计管理优化以及科学的统筹安排来完成的系统工作。项目设计管理过程要抓住重点与关键点进行重点控制,以此提高工程设计方案质量，减少设计变更，控制重复投资，大力降低工程造价。

(四)设计方案优劣直接决定投运后的经济效益

设计方案不仅要考虑投资额的高低，还应考虑项目投产后的生产成本高低和经营效益的好坏，与同行业的竞争优势，环境及社会影响程度，更新及技术改造的投入程度等。

二、优化设计对控制工程造价的途径

(一)加大设计管理力度

业主单位必须高度重视优化设计工作，积极采用招标等方式优选出设计单位，优化设计原则，明确设计思路和方法，全过程对设计优化加大监管力度，以系统设计的方法对项目的整体性、相关性、有序性、动态性、先进性、安全性、经济性和最优化进行分析、论证，运用最优化的方法建立一个最佳系统、最佳投资的建设项目，确保设计优化工作全方位开展，保证投资项目经济、节约、高效。

(二)做好设计方案的全方位细化优化和动态管理工作

设计方案优化包括工艺流程的优化、设备优选、耗用物料的节省、总图布置优化、自动化的优选结构的优化、技术领先战略最优、技术经济指标应达到最优等。最终确保项目设计达到功能满足、技术先进、安全适用、结构合理、满足环境及节能要求、投资节省，对设计方案要以提高综合价值为目标，以功能分析为核心，以系统观念为指导，形成最佳方案。

(三)利用价值工程进行经济性比较

在方案设计中，需要考虑整个设计方案的价值，要充分考虑项目的投资价值和功能价值。需要运用价值工程原理，从功能和成本两方面来进行评价,计算改进方案的成本和功能值,根据改进方案的评价,从中优选最佳方案，从而通过优化设计方案有效地降低工程造价。

(四)强化基建期间的设计管理和设计质量控制

要加强施工阶段的设计管理，控制设计变更，同时按优化设计管理的流程和办法，做好设计变更和设计质量控制工作，强化优化设计效果。

(五)充分发挥第三方功能对设计工作进行监督和评价

设计阶段，积极推行设计监理制，对设计优化和过程设计进行监理，并对相关关键环节、关键技术同时可委托社会专业机构进行专项评价，充分利用第三方的监督、评价职能，督促设计单位提高优化设计的水平和效果。切实推行限额设计，推广标准化设计及典型性设计。实行项目技术经济评价机制，对设计方案的项目功能、造价、工期和设备、材料、人工消耗等方面进行定量与定性结合的综合分析，确定技术经济效果好的设计方案，提高投资效益。

(六)安全和节能减排作为投资项目优化设计的重中之重

在项目设计中不仅仅考虑技术经济的优化，更要注重系统设备的安全性，并要把节能减排指标的控制作为重要设计原则进行设计优化，在造价控制过程中，要充分考虑项目投资的功能价值和工程项目的社会价值，达到综合价值最大化。

(七)制定优化设计、节约投资的激励机制

项目单位必须制定相应的优化设计的奖惩管理办法，结合设计监理和设计方案评价机制，从设计方案选定和评价，设计变更多少和影响程度，投资费用的节省，生产运营效果的评价和行业竞争优势的比较，等等，全方位推行设计奖惩机制，推行设计索赔制度，切实保障设计质量和控制造价。(八)优化设计要勇于创新，敢于突破设计规范修改周期一般较长，而现在科学技术的发展又日新月异，设计工作要勇于创新，敢于突破，这不仅能节约造价还能为优化设计打下坚实的基础。

三、结束语

第4篇：控制器设计论文范文

虽然，“敬宗收族”的目的在于收族，但“敬宗”却是达到“收族”的最佳方式，以敬宗之名而行收族之实，进而达到稳定整个家族的目的。但在宋初，即便是士大夫之家亦是“耳目久不际，往往不知庙之可设于家也”。因此，在宋仁宗庆历元年（1041）“听文武官依旧式立家庙”之前，宋初的家族祭祀是“士庶皆祭于寝”的形式，称之为“寝祭”，即祭祖的场所亦是日常生活之地，将人神置于同一处，显得非常的随意，很不庄重，是对祖先神灵的不尊敬。因此，其祭祀规模和产生的影响都非常有限，虽有敬宗之意，但收族之效却不明显。因此一些有见识士人依据自己家族的具体情况，创立祠堂祭祀祖先的方式，真宗咸平年间，任载之子康懿公任中正建祠奉其先祖，曰“家祠堂”，祠堂内神主之位皆依尊卑长幼之序摆放，“其严慈之尊，长幼之序，煌煌遗像，堂堂如生。宗属以之视瞻，精爽以之冯附。”任氏以庄严肃穆的祠堂代替出入随意的居所，行祭祖之事，以此来感召族众，使得众人皆心向族内“精爽以冯附”，并且以“严慈之尊”、“长幼有序”大大增强了家族的凝聚力。更重要的是任氏祠堂一反“前代私庙并置京师”的方式，“而复设于居里”，将祠堂固定在家族所在地，既便于族人瞻仰祭祀先祖，又能通过家族祭祀来团聚族众，从而达到“收族”的目的。

同样设立专门场所祭祀家族祖先的还有被称为“宋初三先生”之一的石介，庆历元年（1041）十一月二十日，宋仁宗南郊赦书“听文武官依旧式立家庙”，而就在同一年稍早的八月八日，石介已然“缘古礼而出新意”，“自为之制”，“于宅东北位作堂三楹”，名之曰“祭堂”，“举大王父以下为三十二坟，葬于祖莹，复立祭堂于宅东北位。葬之以礼，祭之以礼也”。待到宋中期家庙宗祠更是日益繁盛，其宗旨亦上升到“经国家，定社稷，序民人，利后嗣”的高度。可见，从宋初开始，士大夫家族就充分认识到家族祭祀强化祖先认同、明确尊卑长幼之序，从而强化对族众控制的功效。“收族者，谓别亲疎（疏），序昭穆”，在敬宗过程中建立祠堂，祭祀家族祖先，其目的在于将族人全部纳入家族内部的伦理体系，使得族众具有团结意识，相互帮助、和睦相处。范仲淹曾说：“吾吴中宗族甚众，于吾固有亲疏，然以吾祖宗视之，则均是子孙，固无亲疏也。”同宗共祖的血脉亲情成为强化族人凝聚力的必要手段。

但是，仅仅依靠祭祀祖先的仪式形成权威，对一个家庭或一个家族进行日常管理，是非常不现实的，由此，更便于实际操作的家训、族规的提出也就顺理成章了。宋初大多数家训、族规皆以和睦家庭、巩固家族为宗旨，于家族中弘扬“孝悌”观念。以宋初宰相第一人范质的《戒从子诗》为例，“戒尔学立身，莫若先孝弟，怡怡奉亲长，不敢生骄易，战战复兢兢，造次必于是”。范质将孝悌作为后世子弟为人处世的首要准则，并将之看作延续家门的不二法门。其后的宋祁亦在《庭诫》中总结道：“要举一孝百行阁不该焉”，“人性苟有一孝，则无所不包，犹树根一固，而百枝生焉”，孝悌成为家训首诫，所谓百善孝为先，作为家族一员，无论功绩操守如何，一旦被认为是不孝之人，就将成为“名教”罪人，为人所不齿。而家训亦是通过孝顺父母，和睦兄弟，维护“孝悌之道”，达到家庭和睦之目的，进而孝悌及于家族，使家族和睦，并在此基础上维持聚居大家族的稳定。

第5篇：控制器设计论文范文

关键词：风力发电，太阳能，水泵，PWM

 

1引言

目前一些内蒙古以及西北部边远地区部分农牧区仍然处于无电状态，人畜生活用水及农田灌溉大面积耕种灌溉用水成为亟待需要解决的难题。针对该问题设计出基于能量匹配的风光互补发电抽水智能控制器。

2风光互补发电抽水系统硬件结构

独立运行风光互补发电系统由风力发电机、光伏阵列、卸荷器、控制器、蓄电池组、逆变器、及大小水泵等组成，如图1所示。

其运行机理如下:风力发电机三相整流电经不可控三相整流器变成单相直流

图1系统总体结构图

Fig.1 The whole structure of control system

电，并经DC/DC变换器实现最大功率跟踪；光电池的单相直流电通过DC/DC变换器实现功率跟踪。

二者皆通过控制器控制而接入直流母然后给蓄电池供电；蓄电池连接在直流母线上，当风力发电机和光伏阵列输出的电能除供给负载还有剩余时，蓄电池将这些电能储存；当风力发电机和光伏电池输出电能不足以满足负载要求时，则由蓄电池向其供电。从而实现了最大化利用能量来抽水。科技论文，太阳能。该控制器已经过了试验。取得了很好的效果。

2.1风力发电机控制部分

风力发电机在此选的是5KW的三相永磁同步发电机。具体风力发电机控制模块部分电路如图2所示。

风力发电机模块电路是将风机输出的三相电分别接入四部分。一部分是直接接入手动刹车空气开关；另两部分别是接入三相不可控整流桥；最后一部分是接入卸荷器。科技论文，太阳能。这两路接三相整流桥的作用分别是： 一路三相桥是对风机电压进行实时检测，另一路则是将整流后的两相电直接接入DC/DC变换器，然后通过单向导通二极管

和充电模式选择器流入蓄电池。风机控制部分有三个PWM控制端：DC/DC端的PWM控制主要是通过检测风机电压的大小来改变脉宽，从而来实现风机的最大功率跟踪。

2.2蓄电池控制部分

在这里该蓄电池选的是阀控式铅酸蓄电池，电压是12v，容量是200Ah，总共9块。蓄电池充电模式选择器，如图4所示，这里主要采用的是PWM充电方式，具体分为三个阶段来实现，第一阶段即是PWM输出占空比为100%，即晶闸管完全导通，此时蓄电池处于大电流灌充阶段。第二阶段是PWM输出占空比为50%，即一半时间是导通，此时蓄电池处于小电流

充电阶段。科技论文，太阳能。第三阶段是PWM输出占空比为20%，即只有四分之一的时间导通，此时蓄电池处于浮充状态。

2.3卸荷器控制部分

卸荷器选用的是7.5KW卸荷器，这里采用的是交流无级卸荷，利用三角形接法。

2.4太阳能光电板控制部分

太阳能电池板功率这里选用的是720W。科技论文，太阳能。由9块80W的太阳能板串联而成。

太阳能板模块的控制是将太阳能板输出的正负端分别接入两路。一路直接接入控制器对太阳能输出电压进行实时检测。 另一路则接入DC/DC变换模块，在经单向导通二极管，电流检测端，充电模式选择器进入蓄电池。

2.5水泵控制部分

在本次试验中选定水泵分别是500W，扬程35m的深井潜水泵和1.1KW扬程45m的深井潜水泵。

在这里水泵的工作主要是根据不同的风速和太阳能光照强弱来切换工作，分为四种情况来切换工作。

（1）无风，有太阳；

太阳能功率足够大，启动小水泵；

（2）有风，有太阳；

<<时，启动小水泵；

<<+时，启动大水泵；

<时，同时启动小水泵和大水泵。

（3）有风，无太阳；

<<时，启动小水泵；

<<+时，启动大水泵；

<时，同时启动小水泵和大水泵。

（4）无风，无太阳；

根据实际需要用水量来选择水泵，可通过手动模式来选择所需水泵。科技论文，太阳能。

3结论

本文介绍的风光互补发电抽水控制系统已经在内蒙古四子王旗进行了试验，取得了很好的效果。目前针对的是5kw风力发电机，和720w太阳能板。科技论文，太阳能。随着日后家用电器大功率化，还可以选用更大功率的风力发电机、太阳能板、逆变器以及蓄电池。。从而来提高整套系统的功率。

[参考文献]

[1]艾彬,小型户用风光互补发电系统匹配的计算机辅助设计[D]呼和浩特：内蒙古大学理工学院硕士论文．2000

[2]李忠实，风光互补发电控制系统不同负载对蓄电池控制电压的影响[J]天津大学，2005

第6篇：控制器设计论文范文

【关键词】滑模变结构控制;抖振;倒立摆系统;伺服系统。

目 录

摘 要 1

Abstract 2

1 绪论 5

1.1 滑模变结构控制理论的介绍 5

1.1.1 滑模变结构控制理论的起源和背景 5

1.1.2 滑模变结构控制研究的发展历史和现状 5

1.1.3 滑模变结构控制理论的特点 8

1.2 目前滑模控制设计中存在的问题 9

1.2.1 滑模控制器的设计要求 9

1.2.2 计算机实现滑模控制算法存在的问题 10

1.3 本论文的研究意义及研究内容 10

1.3.1 研究意义 10

1.3.2 研究内容 11

2滑模变结构控制的基础理论 12

2.1 滑模变结构控制系统的基本原理与设计方法 12

2.1.1滑模变结构控制的基本概念 12

2.1.2 滑动模态的数学描述 14

2.1.3 滑动模态的存在和到达条件 15

2.1.4 滑模控制系统的设计过程 16

2.2.1 抖振问题 17

2.2.2 抖振的解决办法 18

2.3 本章小结 19

3滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用 20

3.1 引言 20

3.2 低速摩擦伺服系统的主要问题 20

3.3 伺服系统描述 20

3.4 滑模控制器设计 21

3.5 仿真实例 23

3.5.1 PD控制 23

3.5.2 滑模控制 24

3.6本章小结 28

4 台车式倒立摆的滑模控制 29

4.1 引言 29

4.2台车式倒立摆模型及其原理 29

4.2.1 台式倒立摆模型 29

4.2.2台车式倒立摆原理 29

4.3 滑模控制器设计 30

4.3.1 切换函数设计 30

4.3.2 控制律的设计 32

4.4 仿真实例 33

4.4.1 常值切换控制律仿真 33

4.5 本章小结 36

5 滑模变结构控制在机器人中的应用 38

5.1 引言 38

5.2 机器人控制的主要问题 38

5.3 机器人的数学模型 39

5.4 基于滤波的机器人滑模控制 40

5.4.1 引言 40

5.4.2 基于滤波的机器人滑模控制 41

5.4.3仿真实例 44

5.5 本章小结 46

6 总结与展望 47

参考文献 49

致 谢 50

附录 51

1. 滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用 51

1) 控制器S函数：chap1.m 51

2) 被控对象S函数：chap1plant.m 52

3) 作图程序:chap1plot.m 55

2.台式倒立摆的滑模控制 56

1)主程序chap2.m 56

2)控制子程序chap2eq.m 58

3.滑模变结构控制在机器人中的应用 59

第7篇：控制器设计论文范文

关键词：角度传感器，C8051F005单片机，角度预置，步进电机，显示联动

 

0.引言：

传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，传感器为系统提供进行处理和决策所必需的原始信息，很大程度上影响和决定着系统的性能，本设计采用以单片机为控制单元，用单轴倾角传感器检测平衡板倾斜角度，采取步进电机控制平衡板角度自动旋转目的。

1.硬件电路设计

角度传感器硬件连接图如图1所示，当步进电机带动平衡板倾斜到使角度传感器SCA60C处于水平位置时，Vo端输出+0.5V的模拟电压。传感器SCA60C仅可精确检测到0~90度的角度范围，当平衡板转到使角度传感器与水平面成90度的角度时，此时Vo端输出+5V的模拟电压。在0~90度的倾角范围内，Vo端输出的是正比于倾角大小的+0.5~+5V的模拟电压信号，当平衡板转动到使角度传感器与水平面间的角度从90度到180度的范围变化时，输出端Vo输出的是从+5V依次变化到+0.5V 的模拟电压信号[1][2]，因此通过测定传感器SCA60C输出端Vo电压的大小即可确定平衡板与水平面的夹角。

步进电机驱动电路的设计本系统中，我们选择4相5线步进电机，其驱动电路主要由L297+L298组成，该驱动电路集驱动与保护于一体。L297是脉冲分配器，只要步进电机A、B、C、D四项依次连接到J1的1、2、3、4各点，且将剩下的一条线接地，L297就会自动的将输入到端口CW/CCW的脉冲分配给步进电机的各个相序，此时步进电机便可转动[3][4]。控制电机时只需单片机通过I/O口向L297的cw/ccw和clock端发送控制信号即可控制它的转速和正反转。驱动电路原理如下图2。论文参考。论文参考。

图1角度传感器硬件连接图图2步进电机驱动电路原理图

本系统主要由主控制器模块、角度检测模块、A/D转换模块、键盘模块和显示器模块等部分组成，系统连接图如图3所示：

图3系统框图

系统分为两个工作模式，工作于模式一时，可通过键盘模块预置一个角度，主控制器接收到此信息后，通过控制电机控制模块来使角度检测模块做出转动动作以使平衡板按输入角度完成倾斜动作。同时，角度传感器输出的模拟量经A/D转换模块转换后送入主控制器，主控制器据此输入判定平衡板是否已倾斜到预置的角度，并据此来控制电机控制模块，并且主控制器模块通过控制显示模块实时的显示平衡板的倾斜角度。通过按键模块可将系统切换到模式二，模式二的功能是能始终保持平衡板的水平，且能使显示模块显示的内容与平衡板联动，两种工作可通过按键来切换。系统使用c8051f00作为控制核心，128*64作为显示器，4*4键盘来输入需要预置的角度。程序具有角度预置和自动寻找平衡点两种模式，根据不同需要选择，具有友好人机界面，操作简单易懂。软件流程图如下图4所示：

图4 程序流程图

2.系统测试与分析

表1系统性能测试

 

基本要求测试 发挥部分测试 输入角度大小 平衡时角度 误差 起始倾斜角度 平衡时角度 误差 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：控制器设计论文范文

关键词：智能大厦，监控系统，建设

 

智能大厦监控系统不同于一般的室外环境的监控。首先，大厦内部的监控布线要结构话，其次，要考虑系统的：技术先进性;方便灵活性；实用；高效；运行成本低性；经济性等特点。论文大全。所有视频监控点在方案设计初期要全部考虑在内，尽量避免以后增加监控点的现象。本文主要对该系统中的门禁系统、防盗报警系统、闭路电视监视系统和停车场管理系统等的设置进行研究。

1.门禁系统

1.1门禁机(读卡器)的设置

根据需要在门外设置(含房间、楼梯间、通道等)距地1.2～1.3m选型一般为感应卡式,根据重要性可选指纹型或瞌孔型门禁机,可双面门禁,也可单面门禁(室内设出门按钮)。

1.2从控制器

门禁机和门禁主机的连接设备,根据需要从控制器可连一、二、四、八个门禁机。从控制器电源设备选定:AC220V50Hz/DC12V,l-5A。

1.3主控制器

主控制器由计算机硬件和软件组成,安装于中央控制室。其中包含各种控制扩展板,遥控程序设置器,机上显示板,数据存储转移模块等。

1.4巡更系统读卡器

读卡器(读头)就是门禁机(巡更开关)。此部分可纳入门禁系统一并设置。

1.5电梯门禁系统

在部分电梯设置读卡器,持有效卡可前往相关楼层。

1.6特别说明

(1)智能大厦可实行-卡通门禁管理,还可进入-卡通消费系统。

(2)门禁系统应能在火灾时自动开启相应的门。可利用火灾联控装置来完成此功能。

2.防盗报警系统

防盗报警系统就是用探测器对建筑物内外重点区域、重要地点布防,在探测到非法入侵者时,信号传输到报警控制器:声光报警,显示地址,有关值班人员接到报警后,根据情况采取措施,以控制事态的发展。防盗报警系统除上述报警功能外,尚有联动功能。诸如:开启报警现场灯光(含红外灯)、联动音视频矩阵控制器、开启报警现场摄像机进行严视,电视矩阵控制器一系列联控:使监视器显示图像、录像机录像、多媒体控制器自动或人工操作等等这一切都可对报警现场进行声音、图像等进行复核,从而确定报警的性质(非法入侵、火灾、故障等),以采取有效措施。

2.1各种探测器的设置

根据需要把防盗双鉴探测器、被动红外束射探测器、玻璃破碎探测器、各种开关等布置于大厦出入口、楼梯间、电梯厅、需要防护的门窗、重要办公室、重要机房等场所。按照不同的布设环境选择不同报警器和安装方式(如壁挂、吸顶)。

2.2声音复核装置的设置

在需要声音复核的场所设置微型监听器(电子监听器),一般采取壁挂方式距地2m左右,监听器与音频矩阵箱间线路多为二芯屏蔽对绞线,如RVVP2×0.5mm2。在控制中心设有音频矩阵箱,该箱与视频切换/控制主机间采用RS485接口,采用对绞线RVVP2×0.5mm2连接。

2.3报警控制中心设置

在小容量系统(路数≤64):通常按分区设置八路报警接口箱,八台箱使回路可达64个。报警头与报警接口箱间,通常为3芯屏蔽线,RVVP3×0.5mm2。报警接口箱与视频切换/控制主机间采用RS-485串行接口,对绞线RVVP2×0.5mm2。

当系统≥64回路时,有两种解决方案:

其一:选择大容量系统,该系统配置128路报警输入卡,系统容纳8～16台报警输入卡,则容量可达2048路报警。如还不够,可多系统组合。

其二:采用门禁/报警管理系统。系统参数:持卡人数65000;门禁机16320;报警防区(路数)130560;报警输出130560;本地打印机225台;报警状态屏1020个;且支持计算机间加密传输技术……。各设备间连接方式为RS-232/RS一485接口,对绞屏蔽线RVVP2×0.5mm2。

3.闭路电视监视系统的设置

在保安系统中越来越多的应用电视监控系统。它使管理人员在控制室便能看到大厦内外重要地点情况,给保安系统提供视觉效果,为消防、楼内各机电设备的运行及人员活动提供了监视手段。

3.1摄像机的设置

根据不同环境选定不同摄像机以及不同的安装方式,如摄像机是黑白的还是彩色的,镜头配置的选择,焦距多大范围,自动调焦、光圈、聚焦是手动调节,固定焦距,摄像和镜头尺寸的配合,是否设置云台,安装方式的确定,是否选择球型、半球型摄像机(尺寸的确定),在大厅和电梯轿厢内选择广角镜头,摄像机防护罩的选取、照明灯具的选取等都随功能的不同而异。

摄像机(含镜头)的控制:由控制器解码器完成。解码器因功能不同而种类很多,但都是在接收矩阵主机传来的信号后去遥控云台,镜头和辅助设备的动作。解码器与矩阵/控制主机间的连接有二种方式:“C',型(同轴控制)和“D型&quot;(对绞线控制)。前面已述及,同轴控制“C?quot;因设备造价高昂而应用较少。对绞线控制“D型&quot;,即RS485方式可控距离达3km。且这种方式可用于光纤、微波以及其它传送方式。

特别提示:保安监控系统的线路因现场设备安装位置一般是在走廊、大厅和房间的上部,有的紧贴吊顶,而且同轴电缆和对绞线也较便宜L运行管理独立,所以一般不宜与大厦综合布线电缆合用。当然其它数据、图像的传输就另当别论了。

3.2中央控制室的设置

为了保安工作的方便,一般中央控制室随保卫部门设于大厦首层。其设备主要包括:视频矩阵切换/控制主机,报警接口箱,音频矩阵箱,字符发生器,录像机,主控键盘,副控键盘,音视频监视设备,多媒体终端以及电源设备等。

视频矩阵切换/控制主机,目前有各种输入/输出规格,如8×2,8×4,16×6,96×8,还有视频96人/8出,音频96入/8出一64路报警8控制键盘等。论文大全。特大型系统有视频4096入/4096出一报警2048路,32台键盘的切换/控制主机。在设计和安装实施中,根据需要留有余量,设置规模,选定设备。论文大全。

视频主控制器根据报警系统输入信号,完成云台控制,摄像机移动控制,灯光控制,镜头的控制,以及联动音视频监视器、录像机等等。门禁系统通过网关接人主机形成防盗报警、电视监控、出入口控制三合一的集成系统。借助于多媒体技术一声、图并茂的信息传播能力与计算机的交互性相结合的技术,使智能大厦的保安系统智能化,从而确保大厦的安全。

4.停车场管理系统

一般的智能大厦地下室均设有停车场,对停车场进行自动化管理是必要的,停车场管理系统的功能大致有:出、人口控制、泊车位导向、摄录车辆外形、特征、牌号、记时收费。其中车牌影像识别系统具有保安功能,它可防止偷车事件发生。当用户人场取票或使用月票、储值票时,电脑会通过人口处的摄像机,将车型、车牌号码的彩像记录,同时也记录下该入场票或月票、储值票的编号。当用户离场付费或验票时,电脑会自动将该车编号票证持有者拥有的车辆的车牌、车型等与在入场时留下的录像的车牌、车型等同时显示在显示屏和闭路电视监视器上,工作人员确认后,自动开启闸门放行,同时这些图像存入计算机硬盘备查。

以上设备有机结合,一般将音视频监视器设于“电视墙&quot”,其余集中设于控制台上。控制室的面积由系统规模确定,电源可靠,能温湿度控制,地面设防静电活动地板。

随着网络技术的不断深入，视频监控技术只有沿着网络化、智能化的方向发展，才能满足智能建筑等对视频监控高稳定性，高可靠性和便于安装维护的要求。

参考文献：

[1]贺建权.数字化视频监控系统集成工程设计[D].湖南大学, 2007.

[2]林亮.厦门软件园二期智能化系统建设探讨[J].安防科技,2008, (12):56-58.

第9篇：控制器设计论文范文

关键词：可编程控制器 车停位检测传感器 辅助停车装置 红外检测预警

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0017-02

1 引言

随着我国迈入小康社会，停车难的问题萦绕在每个人的心头。通过对松江区的万达商业广场等多个地下停车库进行实地调研，发现在照明昏暗的情况下很难发现地面上的白色车位边界线，这对司机停车造成了困扰，降低了司机停车的效率；另外，在司机停车过程中并没有对车辆的运行位置进行监控，也没有对驶出左右边界的车辆进行提示，这样很容易导致剐蹭事故。本装置属于电气控制技术领域，特别涉及一种车库运行管理系统中的车位辅助停车电气控制装置。

2 项目设计要求

车库车位按照某种功能分为若干区域，各区域有若干车位；每个停车位的下方放置停车压力传感器用于检测该位置是否拥有车停放，车停位检测传感器与控制器相连，将停车位信息传送至控制器；停车车位边界指示有若干个嵌入地下的指示灯构成，所有指示灯距离分布在停车车位边界上，当有汽车需要停入该车位时，车位边界指示灯点亮，司机可以非常清晰的看到车位边界；车位边界检测采用红外线检测对车停过程中的车行位置进行实时检测，车位边界检测的检测装置与控制器相连，将检测信号传送给控制器，当停车过程中出现待停车辆驶出车位边界线时启动声光报警器，提醒司机及时调整停车路径。车库车位平面图如图2.1所示。

3 基于PLC的车库车位辅助停车装置的设计

3.1 功能描述

基于PLC的车库车位辅助停车装置示意图如图3.1所示，主要功能器件包括车停位检测传感器、停车位边界指示装置、车位边界内、外检测、声光报警器、LED指引灯。

功能1：当控制器接收到选位信号后，车行指示灯以流水灯的工作方式点亮指引车辆进入待停车位。

功能2：停车车位边界指示由若干个嵌入地下的指示灯组成，所有指示灯等距离分布在停车车位边界上。当停车车位边界指示处于工作状态时，指示灯点亮，待停车辆的驾驶员能清晰地看清楚地面的停车位边界线，照明光线和积水带来的视觉干扰被极大地降低，有利于驾驶员安全的泊车。当检测车辆停放到位后，经过一定时间的延时，停车车位边界指示灯熄灭，恢复待机状态。

功能3：在驾驶员泊车过程中，车位边界检测将全程监控车行的位置是否在停车位的安全范围内。车位边界检测采用红外线检测，检测装置包含内、外两侧。内侧边界检测进行预警，外侧边界检测进行报警。车位边界检测的检测装置与控制器相连，将检测到的车行信号送给控制器。当内侧边界检测器检测到待停车辆行驶信号时，报警灯低频闪烁，报警器发出低频预警声，说明该车辆的位置已经偏离了停车安全范围，驾驶员应当及时调整停车的行车方向；当外侧边界检测器检测到待停车辆行驶信号时，声光报警器报警灯高频闪烁，并发出高频报警声，说明该车辆的位置已经超出了停车安全范围，驾驶员应当立即调整停车操作，以免发生待停车辆与左右两边车辆的剐蹭事故。

功能4：当车停位检测传感器检测停车位车辆停放时间超过5分钟未发生变化，视为泊车操作结束，相应的停车车位边界指示、车位边界检测和声光报警器的工作状态复位。

3.2 输入输出端子分配

本装置设计包括车库的所有车位的功能，各区域可采用工业控制网络来实现信号的传输并实现功能控制。本文主要对某一特定库位的功能实现进行设计与实现。以1号库位为例，经过分析确定输入信号为内侧红外检测等6个信号，输出控制端包括停车位边界指示灯等7个信号，共计13个信号，如表3.1所示，所以确定可编程序控制器的型号为FX2N64MR，每个PLC可实现对4个库位的控制。

3.3 基于PLC的车库车位辅助停车装置结构框图

“基于PLC的车库车位辅助停车装置”的控制涉及PLC控制技术、工业控制网络、LED显示技术，传感器技术等，系统控制框图如图3.2所示。

3.4 基于PLC的车库车位辅助停车装置控制功能实现

整个控制装置以接收到选位控制信号为启动，车位边界指示灯点亮，同时Y1～Y4以1S间隔流水灯状态工作指引车辆入库；当车位停车检测传感器检测到信号超过5S，表示车辆在车位中停放静止状态；当车位内侧检测装置检测到信号时，系统发出周期为1S的低频声光预警；当车位外侧检测装置检测到信号时，系统发出不间断的声光报警。装置控制功能部分程序实现如图3.3所示。

4 结语

本装置实现了对待停车辆指引到位、车停位检测、车位边界指示、停车过程预警和出界报警等功能，使停车过程更加安全和人性化。整个控制使用三菱FX2N可编程序控制器控制，通过对实验设备进行调试，最终实现了设计要求。本装置进行简单额改进就可以应用于别墅中的独立私家车库；地面行车指引机构也可以用于高架路、高速公路等道路交通，尤其是在阴雨天晚上，地面有积水的路况下能够有效的提高行车的安全性。

参考文献

[1]张静之，刘建华.PLC编程技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2015.

[2]范国伟.三菱可编程序控制器技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[3]沈益明，金娣.车位引导系统[J].现代建筑电气，2012年10期.

[4]孙博.智能车库系统的研究与实现[D].昆明理工大学硕士论文，2014.4