PLC实验系统的设计与开发
这是一篇关于S7-200 PLC,OPC,WinCC,Delphi,PPI,PROFIBUS-DP,闭环控制,PID的论文, 主要内容为本论文是依托PLC实验系统设计与开发这个课题展开研究讨论的。该课题的主要任务是设计一套适合教学实验、简单易用、功能齐全的PLC实验装置。该系统是以西门子S7-200为核心开发的，解决了科研和教学中实验器材短缺的问题，具有非常重要的现实意义。 论文研究了PLC实验系统OPC通讯，实现了WinCC、Simit、Excel作为OPC客户机与S7-200 OPC服务器PC Access的连接；用Delphi编程语言开发了OPC客户端，并基于此设计了顺序功能图和时序图调试环境。探讨了PLC实验系统的网络通讯，从而实现了基于自由口、PPI、PROFIBUS-DP、以太网、Modem等的网络通讯，设计了关于自由口、PPI、PROFIBUS-DP的教学实验，对相关设计方法进行了总结。另外，文章还根据实际PLC控制系统的设计步骤及内容，以城市供水系统中对水压流量的控制为背景，开发了PLC实验系统的闭环控制实验。从研究被控对象和明确控制任务入手，设计了该系统的软硬件，利用PLC内置的PID完成了对被控对象的闭环控制，并对系统中存在的问题进行了深入的探讨，提出了解决方案。
采煤机滚筒自动调高控制方法研究
这是一篇关于采煤机,截割滚筒,自适应调高,PID,模糊控制,预见控制的论文, 主要内容为本课题为山西省重点自然基金项目“采煤机视觉重构与截割反馈的多信息煤岩界面精准识辨理论研究(201901D111008(ZD))”的子课题,它是针对当前采煤机滚筒调高系统自动化水平较低,调高控制精度不高的问题而提出的。采煤机滚筒自动调高控制技术是实现综采工作面自动化采煤的关键技术,可以有效提高采煤效率,保障煤炭安全采出。在综采工作面煤炭开采过程中,为避免截割矸石提高回采率,采煤机滚筒调高系统需要控制滚筒沿着煤岩界面运行。然而我国井下采煤机滚筒调高大多采用人工操作方式,滚筒调高控制系统存在较大的调高误差,难以适应综采工作面自动化的发展进程。为提高采煤机滚筒调高系统的自动化控制性能,本文针对采煤机电液比例调高系统进行了相关研究,提出了预见前馈补偿模糊PID调高控制策略。采用理论分析和实验研究相结合的方法,在Simulink中搭建了采煤机滚筒自动调高系统的仿真模型,对所提控制方法进行了仿真实验,并搭建了采煤机电液比例调高实验平台,完成了调高控制器的软、硬件设计,对所提调高控制策略进行了实验验证,具体研究内容如下:分析了采煤机滚筒调高系统的基本原理,通过建立采煤机滚筒调高液压系统以及调高机构部分的数学模型,得到了调高系统的传递函数。根据PID和模糊PID滚筒调高控制方法的基本原理,在Simulink中搭建了基于PID、模糊PID调高控制方法的滚筒调高系统仿真模型,并进行了阶跃响应和路径跟踪的仿真实验,仿真结果表明相比于PID调高控制方法,模糊PID调高控制策略有利于减小滚筒调高系统的超调量和调高误差。针对采煤机记忆切割系统,根据预见控制原理引入滚筒目标路径对调高系统控制量进行补偿,设计了预见前馈补偿模糊PID调高控制方法,利用滚筒的目标路径信息进一步优化调高控制系统。在Simulink中进行了仿真实验,仿真结果表明引入预见补偿环节后,有效减小了调高系统路径跟踪误差,提高了调高系统的动态响应性能。调高控制系统硬件电路的设计是实现滚筒调高系统自动控制、信息监测的重要环节。根据预见前馈补偿模糊PID调高控制策略的基本要求,设计了调高控制器的硬件电路,包括最小系统电路、电液比例阀驱动电路、倾角测量电路等。并基于Keil 5软件编写了调高系统的预见前馈补偿算法、模糊算法以及PID调高控制算法等程序,完成了预见前馈补偿模糊PID调高控制器的设计。同时基于Lab VIEW软件开发了滚筒调高系统监控平台,对调高控制系统的滚筒高度、滚筒目标高度以及滚筒高度偏差等数据进行监测。根据电液比例调高控制系统原理,搭建了模拟采煤机滚筒调高实验平台,设计了调高液压系统以及模拟调高机构,在实验平台上进行了路径跟踪实验。实验结果表明,采用预见前馈补偿模糊PID调高控制方法可以较好实现控制滚筒对不同目标路径的跟踪,滚筒调高系统具有调整速度快,路径跟踪误差小的特点,滚筒最大路径跟踪误差为2.32cm,稳态误差在0.5cm范围内,可以满足采煤机滚筒调高系统的控制要求。
基于微信平台的无线智能温控系统的设计
这是一篇关于物联网,智能温控系统,DS18B20,GPRS,WIFI,PID的论文, 主要内容为随着物联网时代、信息化时代的到来,使人们更加需要及时地获取周围人与物的一切信息,能够做出相应正确的判断与应对。物联网技术的持续发展,使得传统的硬件设备不能满足物联网技术的要求,必须在传统硬件设备上进行创新,结合无线通信技术,并与软件相结合,使其具有智能化的功能。在智慧工业、智慧医疗、智能农业及智能家居等系统中,通常都需要智能硬件作为核心控制端,PC或智能手机作为监控终端,构成完整的智能监控系统。近几年来,随着社交网络技术的快速发展,一大批社交软件应用而生,微信是其中的典型代表,微信还是一个大的平台,集结了大量的不同功能的轻应用于一身,逐步取代了Native App在智能手机中的位置。基于上述背景,本论文提出了基于微信平台的无线智能温控系统的研究课题,将温度控制技术与无线通信技术、社交网络技术结合起来,使系统更智能化、更社交化。本系统包括智能温控设备、Web服务器及微信公众号三个部分,其中智能温控设备主要功能是温度数据的测量及温度控制,采用STM32F103C8T6单片机为微控制器,还包括G510 GPRS模块、DS18B20温度测量模块、ESP8266 WIFI模块、固态继电器和单头加热棒组成的执行模块等;Web服务器负责数据的传输及后台数据处理,包括Tomcat服务器和Natapp工具搭建的开发者服务器和微信服务器;微信公众号是用户与系统交互的界面,采用的类型是微信公众测试号,拥有微信公众号所有的接口权限。应用Keil5开发软件和C语言对智能温控设备的软件功能编写,其中温度控制采用PID算法和PWM脉冲实现;应用Intelli J IDEA 2016开发软件、Java语言及JSP语言完成微信公众号应用开发。经过实验及测试,实验结果表明满足预期的技术指标要求。
基于LabVIEW的炉温测控系统设计与开发
这是一篇关于虚拟仪器,LabVIEW,炉温测控,数据库,Matlab/Simulink,PID的论文, 主要内容为在计算机科学飞速发展的今天,虚拟测控技术的研究和工程应用已遍布军事和工业生产的各个环节,并越来越多地受到人们的重视。本论文即根据虚拟测控原理,以沈阳威泰科技发展有限公司生产的ZRYS系列真空热压烧结炉为例,利用美国NI公司的LabVIEW图形化编程语言平台,进行虚拟炉温测控系统的开发。 虚拟炉温测控系统是基于虚拟仪器平台的应用系统的开发,充分、合理利用虚拟仪器平台的功能控件,构建一个集信号采集、显示、存储和分析处理为一体的测控系统。本文首先根据真空热压烧结炉的技术参数和测控系统组成原理,提出两种系统构成方案,分别搭建了两套适用于不同要求的硬件系统,并根据具体技术要求进行硬件选型,从信号调理,数据采集,到最后控制输出,构建出两套炉温测控系统的硬件平台。而后利用虚拟仪器开发语言LabVIEW搭建系统的软件平台,采用模块化设计思想,分别设计了数据采集模块、测温通道和测温范围设置模块、数据显示分析模块、数据存储模块和温度控制模块,实现了对炉温信号的采集、处理、分析、显示和存储。然后根据数据库访问技术,建立与数据库的通信。利用SQL结构化查询语言和LabSQL工具包,将虚拟仪器技术和数据库技术有机结合,实现数据管理等功能。 根据PID控制原理,推导系统的数学模型,利用Matlab/Simulink进行控制系统的仿真模拟,得到模拟效果最佳时的系统参数,用以指导工程实践,并使测控系统的设计更加完整。 仿真结果证明,基于虚拟测控技术的炉温测控系统满足了所要求的各种性能指标。该系统为热压炉其他参数测控系统的开发提供了应用方案并奠定了基础,可直接应用于工程实际当中。
基于视觉的机器人自动分拣系统设计与实现
这是一篇关于机器人比赛,全向移动,PID,模糊PID的论文, 主要内容为课题来源于中国机器人自动分拣赛项,该项目以近些年的物流管理为基础,将智能机器人加入到物流管理行业,意在通过机器人解决在物流管理应用领域中的许多核心技术。本文将机器视觉与分拣系统技术相结合,对机器人的功能进行设计,研究内容如下:(1)首先根据机器人需要满足的功能对机器人的总体方案进行设计,之后对设计出的机械结构进行介绍。为了保证底盘的稳定性和全向移动能力,设计了底盘结构。通过设计视觉模块进行颜色、形状目标物体识别。最后对机械手进行总体设计实现对目标物体的快速抓取。(2)根据底盘的功能需求设计了底盘的总体结构,之后对麦克纳姆轮的运动原理以及底盘的运动学模型进行分析,并对底盘的循迹、避障功能进行研究使机器人循迹稳定没有错误,最后对底盘的控制系统进行设计。(3)对视觉机器人的底盘控制算法进行研究,将PID算法和模糊算法相结合,设计出模糊PID控制算法对底盘进行控制。最后将PID控制与模糊PID控制通过仿真与实验的方式相对比,证明模糊PID控制算法控制精度更高且更加稳定。(4)对机械手的运动学模型进行分析,通过建立D-H参数表,对仿真结果进行验证。选择五次多项式进行轨迹规划,保证各个部件的运动都是平滑的,最后对机械手的软件部分进行设计。(5)搭建视觉模块,选择Open MV作为视觉模块。分析了手眼标定的模型并采用采用眼在手上的摄像头方式。对目标识别方式进行研究,最后选颜色、形状识别两种方式实现对目标进行抓取。本课题以视觉分拣机器人作为研究对象,通过大量实验及数据,最终设计了一个能识别外部环境且分拣功能良好的自动分拣机器人。
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