专用榫齿铣电气控制系统设计
目录
第1章引言 (1)
1.1选题背景及意义 (1)
1.2设计要求及任务 (2)
第2章专用榫齿铣电气控制系统设计 (4)
2.1 根据要求绘制电器原理图 (4)
第3章选择电器元件 (7)
3.1 主要电器元件的选择 (7)
3.2 电器元件目录清单 (11)
第4章 PLC的选择 (12)
总结 (13)
附图1 (14)
附图2 (15)
附图3 (16)
附表4 (17)
参考文献 (18)
第1章引言
1.1选题背景及意义
在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。
随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高，电器控制行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中，我将利用电器元件来实现对榫齿铣工作路径的自动和手动控制。
对于榫齿铣工作路径的控制，可选用继电-接触系统完成。继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。可编程控制器技术发展很快，给它下一个确切的定义很困难，因此，到目前为止，还未能对其下一最后的定义。1985年国际电工委员会（IEC）对PLC做了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器。用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各类行型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应该按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”1968年，美国最大的汽车制造商——通用汽车公司（GM）提出了研制可编程序控制器的基本设想，即：
1) 能用于工业现场；
2) 能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成他的元件和修改内部接线；
3) 出现故障时易于发现和维修。
1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器。限于当时的元器件条件和计算机的发展水平，早期的可编程序控制器主要由分立元件和中小规模集成电路组成。它简化了计算机的内部电路，为了适应工业现场环境，对接
口电路作了一些改进。
20世纪70年代初期出现了微处理器，它的体积小，功能强，价格便宜，很快被用于可编程序控制器，使可编程序控制器的功能增强.工作速度加快.体积减小，可靠性提高，成本下降。现代可编程序控制器不仅能实现对开关量的逻辑控制，还具有数学运算，数据处理，运算控制，模拟量PID控制，联网通信等功能。在发达的工业化国家，可编程序控制器已经被广泛地应用在所有的工业部门。
在全世界上百个可编程序控制器制造厂中，有几家举足轻重的公司。他们是美国Rock-well自动化公司所属的A-B（Allen & Bradly）公司，GE-Fanuc公司，德国的西门子（Siemens）公司和法国的施耐德（Schneider）自动化公司，日本的三菱公司和欧姆龙（OMRON）公司。这几家公司控制着全世界80%以上的可编程序控制器市场，他们的系列产品有其技术深度和广度，从微型可编程序控制器到有上万个I/O（输入/输出）点的大型可编程序控制器应有尽有。
可编程序控制器的推广应用在我国得到了迅猛的发展，可编程序控制器已经大量应用在引进设备和国产设备中，我国不少厂家引进或研制了一批可编程序控制器，各行各业也踊跃出大批应用可编程序控制器改造设备的成果，机械行业生产的设备越来越多地采用可编程序控制器装置。了解可编程序控制器的工作原理，具备设计，调试和维护可编程序控制器控制系统的能力，已经成为现代工业对电器技术人员和工科学生的基本要求
基于上述原因，我选择用继电-接触系统来完成对榫齿铣工作路径的自动和手动控制。
1.2设计要求及任务
1.2.1设计要求
榫齿铣的加工循环如图1-2-1
(1)具有两种控制选择,即加工时的连动循环及调整中的点动（手动）操作。(2)
设计带有照明系统。
(3)设计应有必要的电气保护与互锁。
图1-2-1 加工循环图
1.2.2设计任务
本文针对设计要求而要完成的设计任务主要有以下三点：
(1) 设计并绘制电器原理图。
(2) 选择电器元件及编制元件目录清单。
(3) 设计并绘制控制面板布置图。
(4) 编制设计论文。
第2章专用榫齿铣电气控制系统设计
2.1 根据要求绘制电器原理图
电气原理图是用来表明设备电气的工作原理及各电器元件的作用，相互之间的关系的一种表示方式。运用电气原理图的方法和技巧，对于分析电气线路，排除机床电路故障是十分有益的。电气原理图一般由主电路、控制电路、保护、配电电路等几部分组成。画电气原理图的一般规律如下：
(1) 画主电路绘制主电路时，应依规定的电气图形符号用粗实线画出主要控制、保护等用电设备，如断路器、熔断器、变频器、热继电器、电动机等，并依次标明相关的文字符号。
(2) 画控制电路控制电路一般是由开关、按钮、信号指示、接触器、继电器的线圈和各种辅助触点构成，无论简单或复杂的控制电路，一般均是由各种典型电路(如延时电路、联锁电路、顺控电路等)组合而成，用以控制主电路中受控设备的“起动”、“运行”、“停止”使主电路中的设备按设计工艺的要求正常工作。对于简单的控制电路：只要依据主电路要实现的功能，结合生产工艺要求及设备动作的先、后顺序依次分析，仔细绘制。对于复杂的控制电路，要按各部分所完成的功能，分割成若干个局部控制电路，然后与典型电路相对照，找出相同之处，本着先简后繁、先易后难的原则逐个画出每个局部环节，再找到各环节的相互关系。
2.1.1主电路电器原理图
榫齿机是用于某型发动机叶片根部榫齿铣削加工的一种高效专用铣床，有四台电动机拖动即：
(1) 铣刀主轴拖动电机M1：主要负责主轴的拖动。
(2) 铣刀架工进拖动电机M2：主要负责刀架的工进拖动。
(3) 铣刀架快进拖动电机M3：主要负责刀架的快进拖动和快退拖动。
(4) 冷却泵拖动电机M4：主要负责冷却泵的拖动。
因此可设计出主电路电气原理图如图2-1-1：
图2-1-1 主电路电气原理图
控制电路原理分析：
由图2-1-1可以看出刀开关QS控制整个电路的总电源。熔断器Fu1在电路中起到保护整个电路防止各电气设备的电流过载或短路时破坏损失的进一步扩大。将四台电动机并联到电路上以使电动机可以同时启动。由交流接触器KM1对主轴拖动电机M1进行控制同时又由热继电器FR1对主轴拖动电机M1进行保护；由交流接触器KM2对铣刀架工进拖动电机M2进行控制同时又由热继电器FR2对铣刀架工进拖动电机M2进行保护；由交流接触器KM3对铣刀架快进拖动电机M3进行正转控制由交流接触器
KM5对铣刀架快进拖动电机M3进行反转控制同时又让交流接触器KM3和KM5构成互
锁又由热继电器FR3对铣刀架快进拖动电机M3进行保护；交流接触器KM4对冷却泵拖动电机M4进行控制又由热继电器FR4对冷却泵拖动电机进行保护.
2.1.2控制电路电器原理图
为了便于对设备的维修检测，控制系统一般设有手动自动两种模式。手动模式控制系统中单台设备的运行，以便对单台设备进行维护检修；自动模式为整套系统按各工艺流程自动完成全部过程。
根据设计要求可设计出控制电路原理图如图2-1-2：
图2-1-2 控制电路电气原理图
控制电路原理分析：
当开启榫齿机后，按按钮开关SB2交流接触器自锁KM1铣刀主轴拖动电机M1开始转动从而带动主轴转动，按下开关SB1则铣刀主轴拖动电机M1停转。按手动选择开关SA则可以设置照明电灯EL的开启或关闭。按按钮开关SB7交流接触器KM4自锁冷却泵拖动电机M4开始转动带动冷却泵运转工作，按下开关SB6则冷却泵拖动电机M4停转。
当主轴转动后，按按钮SB9中间继电器接通，进入自动控制循环：铣刀架由铣刀架快进拖动电机M3拖动，当铣刀架行进到指定位置时压行程开关SQ1使铣刀架快进拖动电机M3停转而铣刀架工进拖动电机M2启动带动铣刀架工进，当铣刀架工进一段路径后行程开关SQ1被松开使铣刀架工进拖动电机M2停转而铣刀架快进拖动电机M3再次启动带动铣刀架快进，在铣刀架快进一段路径后压压行程开关SQ2使铣刀架快进拖动电机M3反转带动铣刀架快退，直至回到初始位置压行程开关SQ3使铣刀架快进拖动电机M3反转带动铣刀架快进，从而进入下一个循环。
第3章选择电器元件
3.1 主要电器元件的选择
已知的四台电动机的参数为：
M1： P
1=1.5KW n
1
=940r/min
M2： P
2=1.1KW n
2
=1400r/min
M3： P
3=1.1KW n
3
=2825r/min
M4： P
4=120W n
4
=2800r/min
以上参数可代入公式
3.1.1 熔断器的选择
熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，是应用最普遍的保护器件之一。熔断器是一种过电流保护电器。熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时
间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，起到保护的作用。以金属导体作为熔体而分断电路的电器。串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备及家用电器起到保护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3 部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。由于各种电器设备都有一定的过载能力，当过载较轻时可以允许较长时间运行，而超过某一过载倍数时，相应要求熔断器在一定时间内熔断。选择熔断器保护过载和短路，必须了解用电设备的过载特性，使这一特性恰当地处在熔断器秒-安特性的保护范围之内。
选用熔断器的一般原则为：
(1) 熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。
(2) 按线路电压等级选用相应等级的熔断器，一般熔断器额定电压不应低与线路额定电压。
(3) 根据配电系统中可能出现的最大短路电流，选择具有相应分断能力的熔断器。
(4) 各级熔断器应相应配合，一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2～3倍，以免发生越级动作而扩大停电范围。
(5) 熔体的额定电流应小于或等于熔断器的额定电流。
熔断器的额定电流与熔体的额定电流不同，某一额定电流等级的熔断器可以装设不同额定电流的熔体。选择熔断器作线路和设备的保护时，首先要明确选用熔体的规格，然后再根据熔体选择熔断器。
本设计属于对多台电动机负载的短路保护其计算公式为
I FU ≥(1.5□2.5)I
M
+I
注：其中I
M
为最大一台电动机的额定电流，I为其余几台电动机总的计算电流。将设计的数值代入得：
I
FU
≥(1.5□2.5)*4+2.7+2.6+0.372=13.672
可以选用熔体为15A的熔断
3.1.2 热继电器的选择
热继电器是一种电气保护元件。它是利用电流的热效应来推动动作机构使触头闭合或断开的保护电器，主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡保护以及其他电气设备发热状态时的控制。
由电阻丝做成的热元件，其电阻值较小，工作时将它串接在电动机的主电路中，电阻丝所围绕的双金属片是由两片线膨胀系数不同的金属片压合而成，左端与外壳固定。当热元件中通过的电流超过其额定值而过热时，由于双金属片的上面一层热膨胀系数小，而下面的大，使双金属片受热后向上弯曲，导致扣板脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是串接在电动机的控制电路中的，使得控制电路中的接触器的动作线圈断电，从而切断电动机的主电路。
热继电器的基本结构
包括加热元件、主双金属片、动作机构和触头系统以及温度补偿元件。
保护长期工作或间断长期工作的电动机时热继电器的选用计算方法是：
一般情况下，按电动机的额定电流选取，使热继电器的整定值为
I=(0.95-1.05)I
set N
(N I为电动机的额定工作电流)或选取整定范围的中值为电动机的额定工作电流。
所以将本设计数据代入公式可得：
I
=4(A)
set1
=2.7(A)
I
set2
=2.6(A)
I
set3
I
=0.372(A)
set4
所以
FR1可以选用JR16-6/3-5热继电器。
FR2可以选用JR16-4/3-3热继电器
FR3可以选用JR16-4/3-3热继电器
FR4可以选用JR16-1/3-1热继电器
3.1.3 交流接触器的选择
在电气设备应用中，为了控制较大电流的通断，需用一种具有很好灭弧能力的开关，这就是交流接触器。交流接触器是用来频繁控制接通或断开交流主电路的自动控制电器，它不同于刀开关这类手动切换电器，它具有手动切换电器所不能实现的遥控功能，并具有一定的断流能力。交流接触器不仅能遥控通断电路，还具有欠压、零电压释放保护功能，它具备频繁操作、工作可靠和性能稳定等优点。
交流接触器的结构
接触器主要由电磁机构、触点系统和灭弧装置等主要部件组成。电磁机构包括吸引线圈、静铁心和动铁心，动铁心与动触点相联。
触头分为主触头和辅助触头，主触头用于通断电流较大的主电路，体积较大，一般由三对常开触头组成；辅助触头用于通断电流较小的控制电路，体积较小，一般由两对常开触头和两对常闭触头组成。所谓触头的常开和常闭，是指接触器未通电动作前触头的原始状态。
当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。
交流接触器的选择：
（1）持续运行的设备。接触器按67-75%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备。
（2）间断运行的设备。接触器按80%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是80A以下的设备。
（3）反复短时工作的设备。接触器按116-120%算。即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备。
本设计被控制设备的运行线路比较简单、所用交接触器数量较少，所以交流接触器吸引线圈的额定电压选用被控设备的电源电压（即380V）。
根据以上交流接触器的选用原则，本设计的交流接触器KM1、KM2 、KM4 KM3Z、KM3F都选用CJ10-10型号交流接触器。
3.2 电器元件目录清单
表（3-1）
第4章 PLC的选择
根据I/O接线图可知输入点数为6，输出点数为14，所以选择FX2-32MT型PLC,其输入点数为16，输出点为16，扩展模块最大I/O点数为16。.
I/O接线图：见附图1
状态转移图：见附图2
梯形图：见附图3
指令表：见附表4
总结
通过这次课程设计，很大提高了自己独立完成某项任务的办事能力，能使大学所学书本上的理论知识与实际很好的结合起来，也能很熟练的操作应用软件和办公自动化软件，了解了写一篇机械论文的步骤和格式，有了这次设计，相信对以后的工作会很有帮助，感觉什么事情都会做的很好的。
此次设计是专用榫齿铣电气控制系统设计，设计中通过经验设计法对其电气控制系统进行本次设计设件，计，并选择电器元合理配置，使其达到最优化。其后，应用科学的计算方法选用各种型号的电器元件。最后，对控制面板进行优化设计。
本设计在考虑设计其控制电路和电器元件的选用时，运用经验设计法，是可行的。此方法电气工程人员易于接受，便于普及、推广。具有一定的通用性。对于提高我国的生产装备水平具有现实的意义。
附图1
附图2
附图3
附表4
LD M8002
SET S0
STL S0
LD X1
SET S20
STL S20
OUT Y1
LD X2
SET S21
STL S21
OUT Y2
LD X3
SET S22
STL S22
OUT Y3
LDI X3
SET S23
STL S23
OUT Y2
LD X4
SET S24
STL S24
OUT Y4
LD X5
MPS
ANI M0
OUT S20
MPP
AND M0
OUT S0
RET
LD X0
SET M0
LD S0
RST M0
END
参考文献
[1] 鲁远栋编著. PLC 机电控制系统应用设计技术.北京：电子工业出版社.2006
[2] 钟肇新，范建东编著. 可编程控制器原理及应用北京：华南理工大学出版社. 2003.7
[3] 汪晓光，孙晓瑛，王艳月编著.可编程序控制器原理及应用.北京：机械工业出版社.2000
[4] 张爱玲，李岚，梅丽风编著.电力拖动与控制. 北京：机械工业出版社.2003.5
[5] 吴立新编著.使用电子技术.北京：机械工业出版社.2003
[6] 车长征编著.PLC在步进电机位置控制中的应用.江苏：江苏电器出版社.2002
[7] 章跃，吴建华，戴梅生等编著.机械制造专业英语.北京：机械工业出版社.2003
[8] 齐占庆，王振臣编著.电气控制技术.北京：机械工业出版社.2002.5
[9] 林德杰主编.电气测试技术第2版. 北京：机械工业出版社.2002.6
[10] 王兆义主编.可编程控制器教程.北京：机械工业出版社.2001
[11] 扬长能，张兴毅编著.可编程序控制器（PLC）基础及应用.重庆：重庆大学出版社.1992
[12] 宫淑贞，王冬青，徐世许编著.可编程控制器原理及应用.北京：人民邮电出版社. 2002.7
[13] 陈立周主编.电气测量第四版.北京：机械工业出版社.2005
[14] 许福玲，陈尧明编著.液压与气压传动(第2版).北京：机械工业出版社.1991
[15] 潘再平，徐裕项编著.电气控制机技术基础.浙江：浙江大学出版社.2004
2015高职 电气控制系统 任务书7-西门子(赛项赛卷)
2015年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试 （总时间：240分钟） 工 作 任 务 书 场次号工位号
注意事项 一、本任务书共17页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。 二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。 三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。 四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。 五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \工位号”文件夹下，工位号以现场抽签为准。 六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。
请按要求在4个小时内完成以下工作任务： 一、按“动车空调系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。 二、按“动车空调系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。 三、参考X62W铣床电气原理图，排除X62W铣床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。
动车空调系统控制说明书 一、动车空调系统运行说明 在CRH 动车组的车厢均配置有独立的空调系统，空调装置（压缩机、冷凝机）安装在地板下，空气处理单元（通风排风装置）车厢随着气压变化、温度进行通风换气，如图1所示。 图1 动车空调系统结构示意图 动车空调系统主要由以下电气控制回路组成，压缩机M1控制回路【M1为单速电机，由变频器进行多段速控制,变频器参数设置为第一段速为15Hz ，第二段速为30Hz ，第三段速为40Hz ，第四段速为50Hz ，加速时间0.3秒,减速时间1秒】。冷凝风机M2、M3控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），M3为三相异步电机（带速度继电器），需要考虑过载、联锁保护，只进行单向正转运行】。通风机M4控制回路【M4为双速电机】。车辆运行电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转转速为1圈/秒，反转转速2圈/秒；】，通过编码器检测动车行驶路程。竞赛以电机旋转“动车右移动为正向,动车左移动为反向”为准。 二、动车空调系统安装方案要求 1、本系统使用三台PLC ，网络指定Q0CPU/S7-300/S7-1500为主带变频压缩机 通风单元 冷凝机
T6113电气控制系统的设计
第1章绪论 1.1选题的目的和意义 由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。 1.2 关于课题的一些介绍和讨论 1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题 完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。 研究内容： （1） T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。 （2） PLC程序的编制。 解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制电气电路的安全问题的解决 1.2.2题目的可行性分析 虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达
到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。 1.2.3本项目的创新之处 利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。 1.2.4设计产品的用途和应用领域 镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。 1.3 电气控制技术的发展 电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的，从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动，已由最早的采用成组拖动方式，发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。 继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的
自动控制原理课程设计速度伺服控制系统设计样本
自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计 专业电气工程及其自动化 姓名 班级 学号 指引教师 机电工程学院 12月
目录一课程设计设计目 二设计任务 三设计思想 四设计过程 五应用simulink进行动态仿真六设计总结 七参照文献
一、课程设计目： 通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上，用MATLAB实现系统仿真与调试。 二、设计任务： 速度伺服控制系统设计。 控制系统如图所示，规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k，以 t 使系统阻尼比等于0.5，并估算校正后系统性能指标。 三、设计思想： 反馈校正： 在控制工程实践中，为改进控制系统性能，除可选用串联校正方式外，经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度，加速度反馈，执行机构输出及其速度反馈，以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正，。从控制观点来看，采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果，并且尚有许多串联校正不具备突出长处：第一，反馈校正能有效地变化
被包围环节动态构造和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性，反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。 该设计应用是微分负反馈校正： 如下图所示，微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s （）=00t G s 1G (s)K s +（）=22t 1T s T K s ζ+（2+）+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中，'ζ=ζ+t K 2T ，表白微分负反馈不变化被包围环节性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小，振荡次数减小，改进了系统平稳性。 微分负反馈校正系统方框图
电梯的电气控制系统设计与实现
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 电梯的电气控制系统设计 与实现 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7382-100 电梯的电气控制系统设计与实现 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具，随着计算机及微电子技术的快速发展，电梯控制技术发生了巨大变化，其中PLC控制系统代替传统的继电器控制以及电梯采用了对电动机实现线性调速的调压调频技术，能达到电梯安全平稳运行。 随着人们生活水平的提高及高层建筑的普及，电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具，电梯是集机电一体的复杂系统，涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域多种领域专业与一体的综合技术。随着社会的发展及对安全的重视，在设计电梯的时候，应具有高度的安全性。这样就对建筑内的电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。当前由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统具有可靠性高、维护方便、开发
自动控制系统课程设计报告说明书
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。 图1 一级倒立摆结构示意图
电气控制柜设计步骤
电气控制柜设计步骤内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
电控箱设计步骤 一、设计工艺 1、根据图纸（系统图、原理图）选主要部件； 2、按照功能、使用方法和制造标准排布主要器件； 3、根据排布结果选定箱（柜）尺寸（尽量选通用尺寸），校验器件排布结果； 4、根据图纸选其它辅助材料、元件； 5、绘制装配图、接线图，编制加工工艺卡； 6、采购所有器件、材料； 7、加工、或委托加工箱（柜）壳体； 8、按工艺卡装配主要器件，加工连接件、连接线； 9、按工艺卡装配附件、配件、接线； 10、整体装配完成，检验，试验（按产品生产标准要求项目进行）； 11、按标准及合同要求进行产品包装，附检验合格证、试验记录。 12、送货出厂。 二、设计规程规范要求。 1、熟读设计方案任务书。掌握任务书中几点重要信息及参数，如果是在大型项目中，设计任务书会以合同的技术附件形式出现。这样就关系到控制箱的先进程度和设计制造的成本控制。只要掌握控制的自动化程度就行了，这关系到你下面的选型等工作。 2、根据控制要求进行方案性设计。如果是较大的项目这可以升级为可行性研究。即使是小的电控系统，起码也要列出不少2种的方案设计，在方案设计过程中，
要有详细的计算说明书，这样为你的设备设计提供依据，也是设计是否合理，是否科学的关键。直接关系到你的制造成本。 3、进行设备控制设计，选择最佳的方案后，再进行设备设计，这个设计阶段，主要是设备的选型，选择各种合理元器件要注意以下几点： 1）要能实现设计任务中要求的控制功能。 2）要保证设备一定的先进性（在一些技术附件中为有具体说明）， 3）要控制好成本，不要盲目最求先进而造成不必要的成本浪费。 在确定所需要的各种元件设备后，就要进行原理图的设计，设计原理图时要根据自己的方案设计再结合所选电气元件的电气接线原理进行。 4、施工图设计。这里就不扯大工程设计步骤和要求了，单仅电控箱而言，根据所选元件的尺寸，综合考虑和选择电控箱的规格（国家有统一标准规格的电控箱柜台，也有非标的，非标的可根据你选择的电气元件进行规格设计）。 选择好或设计好电控箱的规格后，就可以进行箱内布置图的设计了，这个可以参照相关的电工工艺要求进行。 以下注意要点： 1）设备元件摆放布局合理、保证设备安全； 2）便于施工、检修等。 三、采购和安装调试规范要求。 1、根据上面的设备设计，设计出详细的材料清单，根据材料清单进行电气设备元件采购，这样就不会造成设备过剩浪费，或是设备出现短缺不足的现象。 2、根据上面的施工图设计，可以将采购回来的设备交予生产制造部门进行安装和接线了，并进行出场前的检验和测试。
自动控制原理课程设计报告
成绩： 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名：黄国盛 班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹 设计时间：2016.11.28-2016.12.2
目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)
1.设计任务与要求 题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能 指标： （1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <； （2）系统校正后，相位裕量45γ> 。 （3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图
电气控制系统设计方案的要求和步骤.doc
电气控制系统设计方案的要求和步骤
电气控制系统设计的要求和步骤 要完成好电气控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。课程设计正是为这一目的而安排的实践性教案环节，它是一项初步的工程训练。通过课程设计的工作，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。 本章主要讨论课程设计应达到的目的、要求、内容、深度及工作量。并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤。 电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。电气控制系统课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。 设计的目的、要求、任务及方法 一、设计目的
电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 电气设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 二、设计要求
为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： (1>在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容，拟定设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 (2>在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导教师的帮助，同时要广泛讨论意见，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。 (3>所有电气图纸的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、工程代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以及图纸的折叠和装订。 (4>说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。 (5>应在规定的时间内完成所有的设计任务。 (6>如果条件允许，应对自已的设计线路进行
浅谈电气自动化控制系统及设计
浅谈电气自动化控制系统及设计 发表时间：2018-08-13T17:23:35.390Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：张健 [导读] 摘要：随着社会的进步和电力技术的发展，电气自动化技术在今后的使用会越来越广泛，为了更好了将控制模块应用于各行各业，在自动化模块设计上要充分实现规范化设计，总结典型的设计思路，从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用。 （13063819880924xxxx） 摘要：随着社会的进步和电力技术的发展，电气自动化技术在今后的使用会越来越广泛，为了更好了将控制模块应用于各行各业，在自动化模块设计上要充分实现规范化设计，总结典型的设计思路，从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用。 关键词：电气自动化水电站设计应用 工程建设的关键环节是工程设计工作，它是工程建设的灵魂，在工程建设中起主导作用。设计工作对项目的工期、工程质量、施工安全、竣工后的安全运行起着决定性作用。嵌入式控制系统的发展和现场总线技术的应用，对从事电气、自动化工程技术工作者提出了更高的要求。不但要对传统专业电气知识掌握纯熟，还要掌握学习不断发展的自动化网络知识，对计算机软件运用娴熟。随着互联网信息时代的到来，供应商、项目工程设计工作者或企业管理的所有电气设备可通过互联网实现远程技术支持和调试。 1 电气控制对象的特点和要求 电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为： （1）电气控制系统相对热机设备而言对信息的掌握不大，目标少，操控次数少，不过，速度更快，准确度也更高。 （2）电气设备保护自动装置对稳定性要求更高，更快速，并且，有一定抗干扰的能力。 （3）热力系统需要大容量来满足处理信息的需要，并且内部情况复杂，过程掌握十分严格，对于电控系统（ECS），强调数据提取和顺序的掌握作为主要方面，有助于实现连锁保护。 因此，机组的电气系统纳入DCS控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能够进行一般的启动和停止，对于异常问题的显现和控制的数据也要精确显示。并给出可行的操作意见，以及意外控制办法，使电气系统控制处于科学、有效、合理的情况之中。 2电气自动化控制系统的设计 2.1集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.2远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线（如 Lonworks 总线， CAN总线等）的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。 2.3现场总线监控方式 目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0 卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 3 探讨电气自动化控制系统的发展趋势 OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现，IEC61131 的颁布，以及 Microsoft 的 Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131 已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc 客户机/服务器体系结构、以太网和Internet 技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和 IT 平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。 4 提高控制设备可靠性的方法 4.1保护电子设备的环境 潮湿、霉菌、灰尘、气压、盐雾和污染气体等恶劣环境都对正在使用的电子设备有很大的影响，较轻的表现为电子设备的灵敏度降低，严重的会使电子设备报废。在这些因素中，潮湿的影响最严重，特别是在湿度高、温度低的情况下，达到湿度饱和的情况下导致设备内部的元器件和印制电路板上出现凝露和产色现象，降低设备性能，致使设备不能使用；除此之外，当店子设备遭到潮湿空气后，材料会有一层水膜凝聚在表面，并且渐渐渗透到材料的内部，增加了绝缘材料的导电能力，降低体积电阻率，增加介质消耗导致电气漏电、短路甚至击穿，引发设备故障。 4.2切合实际开发控制 设备控制设备设计的开发阶段的关键是设备的可靠性，在设计的科学和切合实际才能产出实用的产品。所以在这个阶段，要认真研究设备、零部件、元器件的技术环境、技术条件，在这个基础上分析出设备的设计参数，从而制定使用的设计方案；然后在掌握了
自动控制系统概要设计
目录 1引言 (3) 1.1编写目的 (3) 1.2背景 (3) 1.3技术简介 (4) https://www.wendangku.net/doc/d78517013.html,简介 (4) 1.3.2SQL Server2008简介 (5) 1.3.3Visual Studio2010简介 (5) 1.4参考资料 (6) 2总体设计 (8) 2.1需求规定 (8) 2.2运行环境 (8) 2.3数据库设计 (8) 2.3.1数据库的需求分析 (9) 2.3.2数据流图的设计 (9) 2.3.3数据库连接机制 (10) 2.4结构 (11) 2.5功能需求与程序的关系 (11) 3接口设计 (12) 3.1用户接口 (12) 3.2外部接口............................................................................................错误！未定义书签。 3.3内部接口............................................................................................错误！未定义书签。4运行设计.....................................错误！未定义书签。 4.1运行模块组合....................................................................................错误！未定义书签。 4.2运行控制............................................................................................错误！未定义书签。 4.3运行时间............................................................................................错误！未定义书签。5测试 (13)
温度自动控制系统的设计毕业设计论文
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
液位自动控制系统设计与调试
液位自动控制系统设计 与调试 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
课程设计 2016年6月17日
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称液位自动控制系统设计与调试 姓名专业班级学号 指导老师沈细群 课程设计时间2016年6月6日～2016年6月17日（第15～16周） 教研室意见同意开题。审核人：汪超林国汉 一.课程设计的性质与目的 本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二. 课程设计的内容 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。 2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。 三. 课程设计的要求 1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。
2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。
自动控制课程设计报告终结版
自动控制原理课程设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年01月11日
目录 控制系统超前校正 (2) 1.问题描述 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3超前校正及其特性 (2) 1.4系统参数设计步骤 (4) 2.校正系统设计 (5) 2.1 控制系统的任务要求 (5) 2.2校正前系统分析 (5) 2.3 校正系统的设计与分析 (7) 2.4 校正前后系统比较 (10) 2.5 软件仿真 (11) 2.6 硬件实验模拟电路 (13) 2.7 部分分析题解答 (14)
3. 课程设计总结 (15) 参考文献 (16) 控制系统超前校正 1．问题描述 1.1设计目的 （1） 了解串联超前校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响； （2） 掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法； （3） 掌握串联超前校正装置的设计方法和参数调试技术； （4） 掌握设计给定系统超前校正环节的方法，并用仿真技术验证校正环节理论设计的正确性。 （5） 掌握设计给定系统超前校正环节的方法，并模拟实验验证校正环节理论设计的正确性。 1.2设计内容 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为： ()() ()11o K G s s as bs = ++ 设计超前校正装置，使校正后系统满足： 11,,%%v c K cs ds e ωσ--=≥≤ 1.3超前校正及其特性 超前校正就是在前向通道中串联传递函数为: ()11 ()()1 c C s aTs G s R s a Ts += =?+ （1-1） 通常 a 为分度系数,T 叫时间常数,由式(1-1)可知,采用无源超前网络进行串联校正 时,整个系统的开环增益要下降 a 倍,因此需要提高放大器增益交易补偿. 如果对无源超
智能小区电气设计方案
智能小区电气设计方案 智能小区电气设计方案 前言： 作为人类生存基本需求之一的住宅，已逐步向小康型发展。随着生活水平提高和科学技术发展，越来越多新型智能住宅小区已成为住宅建设的热点。 目前兴建的智能化住宅小区多为数幢多层或高层住宅楼组成，家用电器，通信设备与安保防灾等设备在家庭中功能综合一体化，各电子设备的广泛采用，对电气的安全设计也提出一些新的要求。下面将主要部分介绍如下： 1、楼宇自动化控制系统 1.1基本功能 1.1.1对建筑设备进行控制、监视和测量，以实现设备最优控制为中心的过程控制自动化；以完成预防和控制为中心的防灾自动化； 1.1.2对控制器、远程终端单元的监控； 1.1.3操作者人机界面； 1.1.4被监视建筑设备在CRT上的视频显示集成； 1.1.5数据采集和历史化； 1.1.6警告管理 1.1.7趋势分析 1.1.8报告生成 1.2开放功能 楼宇自控系统应具备基本的开放功能，包括对ActiveX、DDE、ODBC、API、Access 等标准技术均可实现无缝连接。系统可实现与这些系统的通讯，从而实现有关的联动控制以及方便物业管理和系统集成。 1.2.1系统控制器配置原则： 控制器配置应遵循以下原则，否则将被认为是重大技术偏离，可能作为废标处理：系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信。DDC应设在受控对象附近，按功能和管理类别实现区域划分，每栋楼的送排风、给排水、照明和电量计量分别采用各自独立的DDC进行控制，即每栋楼至少配置4个可独立运行的DDC控制器。其中计量用DDC应提供24小时不间断电源。系统共设置29个区域（室外照明为独立的区域），每个区域可独立管理。每个可独立运行控制器的控制点数应小于120点，使系统的故障产生的影响可控制在一定范围内。控制器I/O点应具有一定的冗余，各类型I/O点的预留量不小于15%。控制应采用标准的模块化设计，控制器应具备标准的开放协议如LON通信协议。为保证单个设备的维护不影响其它设备的运行，所有模块应支持热插拔功能，更换或维护单个模块不影响同区域其它设备运行。 1.2.2系统控制及监控内容： VRV空调机组；变配电系统；照明系统；电梯系统；给排水系统。 （1）VRV空调机组系统。 通过VRV机组通讯接口实现以下基本监控内容：启／停状态；故障报警；电量计量。通过设置环境温度传感器接入DDC，检测环境温度。 （2）通风系统 风机基本监控内容：送排风机启/停状态；送排风机故障报警；送排风机开关控制；地下车库CO监测。 （3）变配电系统
自动控制原理课程设计-倒立摆系统控制器设计
1 引言 支点在下，重心在上，恒不稳定的系统或装置的叫倒立摆。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。 1.1 问题的提出 倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。 倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 1.2 倒立摆的控制方法 倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，
需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。 本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。 2 直线倒立摆数学模型的建立 直线一级倒立摆由直线运动模块和一级摆体组件组成，是最常见的倒立摆之一，直线倒立摆是在直线运动模块上装有摆体组件，直线运动模块有一个自由度，小车可以沿导轨水平运动，在小车上装载不同的摆体组件。 系统建模可以分为两种：机理建模和实验建模。实验建模就是通过在研究对象上加上一系列的研究者事先确定的输入信号，激励研究对象并通过传感器检测其可观测的输出，应用数学手段建立起系统的输入－输出关系。这里面包括输入信号的设计选取，输出信号的精确检测，数学算法的研究等等内容。 鉴于小车倒立摆系统是不稳定系统，实验建模存在一定的困难。因此，本文通过机理建模方法建立小车倒立摆的实际数学模型，可根据微分方程求解传递函数。 2.1 微分方程的推导（牛顿力学方法） 微分方程的推导在忽略了空气阻力和各种摩擦之后，可将直线一级倒立摆系统抽象成小车和匀质杆组成的系统，如图1所示。做以下假设： M小车质量m摆杆质量 b小车摩擦系数I 摆杆惯量
电气系统设计方案
目录 电气系统设计方案 (2) 2.1配电系统 (2) 2.2管线回路系统 (5) 2.3照明系统 (6) 供配电施工部分 (7) 2.1配电盘安装 (7) 2.2金属线槽敷设 (8) 2.3电缆、电线放线施工及工艺 (9) 2.4线缆接线施工工艺 (10) 2.5电气钢管施工工艺 (10) 2.6插座、开关安装施工 (11) 2.7照明灯具安装施工 (15)
电气系统方案 计算机机房提供电能质量的好坏，将直接影响计算机系统正常、可靠的运行，也影响机房内其它附属设施的正常工作，同时机房对接地、雷电防护、机房屏蔽等均有特定要求。为了保证计算机的可靠运行，必须建立一个优质、稳定、安全、可靠的供配电系统。 2.1配电系统 机房进线电源采用TN-S三相五线制，建议从大楼总配电室引双回路电源到机房空调配电间。 配电柜内设电压电流指示、防雷、防过压、短路、过载、过流等保护器，保护设备运行安全和人身安全。 2.1.1辅助设备动力配电系统 机房辅助动力设备包括机房专用空调系统、新风系统、照明系统、维修插座、UPS主机供电等。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备，通讯设备以及其他用电设备和工作人员正常工作和人身安全，要求配电系统应安全可靠，因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。 电源进线采用TN-S三相五线制。在设计电源分配时，充分考虑负荷情况，计算功率平衡，将负荷均匀分配在电源的三相上，并要留出一定的冗余以满足将来增加设备的需求。 2.1.2计算机设备UPS配电系统 机房计算机设备包括计算机主机、小型机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用UPS不间断电源，以保障电源可靠性的要求。 电源经UPS稳频稳压、调整电压波形后为计算机设备供电，与此同时也为UPS的后备电池充电；一旦市电回路停电后，UPS的后备电池立即放电，
自动控制原理课程设计报告
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
自动洗车机电气控制系统设计说明书
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 题目：自动洗车机电气控制系统设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 1 系统概述 (3) 1.1 应用背景及意义 (3) 1.2系统描述及设计要求 (4) 2 方案论证 (5) 3 硬件设计 (6) 3.1系统原理方框图 (6) 3.2 系统主电路原理图 (7) 3.3 I/O分配 (8) 3.4 PLC选择 (9) 3.5 PLC控制原理图 (10) 3.6 PLC控制接线图 (11) 3.7 元器件选型 (13) 4 软件设计 (14) 4.1 主流程图 (14) 4.2 梯形图 (14)
5 系统调试 (19) 设计心得 (21) 参考文献 (21) 1 系统概述 1.1 应用背景及意义 汽车行业随着科学技术的发展有了质的飞跃。随着时代发展，人们生 活水平提高，人们对汽车的需求逐渐增加，随之而来的便是汽车的保养。 其中汽车清洗便是不可或缺的一项内容。当今社会，高科技的发展实现了 各行业的自动化控制，但是在汽车清洗行业，大部分仍是人工完成。传统 洗车业利用人力，对汽车涂抹泡沫，然后利用水泵对汽车进行冲洗，再在 自然光及风等条件下，使清洗后的汽车进行自然风干。虽然实现汽车清洗， 但过分依赖人力，操作时间长，浪费大量水资源，经济性差，不利于洗车 业的发展。目前比较大型的汽车美容公司，虽然实现了汽车的清洗、打蜡、 喷漆等的自动化，但成本高，其自动控制系统不适合小型的、专门的汽车 清洗行业。因此，对于中小型城市，汽车清洗业有着巨大的发展潜力。如 何实现高效、高质量并且适用于小型汽车的自动清洗，就成了汽车清洗行 业发展的必然要求。本次设计采用PLC控制，通过线路的通断来实现汽车 自动清洗。它可以节省人力、物力资源，高效、准确的完成洗车任务，为 客户提供便利，而且极大的节约水资源，符合建设节约型社会的时代需要。 这套汽车自动清洗系统结构简单，成本低，适合不同场合的需求，尤其是 中小型公司。