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电子测量与仪器课程设计报告

电子测量与仪器课程设计报告
电子测量与仪器课程设计报告

电子测量与仪器课程设计报告

设计题目:简单的秒表计数器设计

学生:赵瑞云

学号:101103084

院系:物理与电气工程学院

班级:10级自动化

指导教师:刘永顺

时间:2013/12 /10

简单的秒表计数器设计

(安阳师范学院物理与电气工程学院河南安阳 455000)

摘要:本系统采用振荡器、计数器、译码器、显示器组成。由LED七段数码管来显示译码器所输出的信号。采用了74LS系列中小规模集成芯片。其中主体电路完成秒表的基本功能。

关键词:振荡器;计数器;译码器;LED七段数码管

1引言

在日常生活和工作中,我们常常用到定时控制,如扩印过程中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的,其定时准确性和重复精度都不是很理想,现在基本上都是基于数字技术的新一代产品,随着数字集成电路性能价格比的不断提高,新一代产品的应用也越来越广泛,大可构成复杂的工业过程控制系统,完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制,甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大,体积小,质量轻,灵活好用,配以适当的接口芯片,可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。秒表计数器在生活中经常被用到,如:比赛记时,试验及记时等。

2设计任务与要求

2.1 基本要求

首先要能直接显示秒的计数器,要求六十、十为一计数周期。然后要求电路主要采用中规模集成电路。且电路输入电压为+5伏— +10伏。

2.2 方案选择

一个基本的秒表电路主要由译码显示器,“秒”,“毫秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器“秒”、“毫秒”计数器、译码器及显示器电路组成。

首先构成一个NE555定时器和分频器产生震荡周期为一秒的标准“秒”脉冲信号,由74LS160采用清零法分别组成六十进制的“秒”计数器、十进制“毫秒”计数器。清零法适用于有异步置零输入端的集成计数器。原理是不管输出处于哪种状态,只要在清零输入端加一个有效电平电压,输出会立即从那个状态回到“0000”状态。清零信号消失后,计数器又可以从“0000”状态开始重新计数。使用NE555定时器的输出作为“秒”计数器的CP脉冲,把秒计数器的进位输出作为“分”计数器地CP脉冲,分计数器的进位输出作为“时”计数器的CP脉冲。使用74LS48为驱动器,共阴极七段数码管作为显示器。

3 设计任务分析

3.1设计要点

●设计一个标准秒脉冲信号发生电路

●设计60进制、十进制计数器(秒计数电路)

●设计译码显示电路

●设计操作方面的校时电路

3.2原理框图 毫秒显示器

秒显示器译码器译码器

秒计数器毫秒计数器

秒脉冲振荡器

图1.秒表计数器原理框图

4电路设计部分

4.1 秒脉冲信号发生器

秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。

4.1.1振荡器设计

一般说来,振荡器的频率越高,计时精度越高。本设计中采用由集成定时器555与RC 组成的多谐振荡器,经过调整输出1Hz 脉冲。电路图如下图所示:

图2 555定时器振荡电路

4.1.2 振荡器参数确定

555定时器的脉冲时间是由于RC 充放电确定的。根据三要素公式:

[]1)(1)0(1)(1)(1RC t e

Vc Vc Vc t Vc -∞-++∞= (1)

充电过程的方程式:

11

)31(32RC t e Vcc Vcc Vcc Vcc --+= (2) 充电时间为:

1)21(7.02ln )21(11C R R C R R t +=+= (3)

放电过程的方程式:

12

)032(031RC t e Vcc Vcc --+= (4) 放电时间为:

127.02ln 221C R C R t == (5)

总时间为:

f

t t t 121=+= (6) 频率为:

1

21121)2(43.1)2(7.011C R R C R R t f +=+== (7) 首先确定C1=0.1uf ,R2=4.1K ?,需要输出频率f=10HZ ,将充放电时间算出,确定电阻R1。通过确定R1=510K ?。

4.2秒计时器电路设计

秒计数器为60进制计数器。实现这种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS160D 构成。

4.2.1秒、计数部分设计

采用60进制计数,本设计选74LS160D 作为计数器,将一片74LS160D 设计成10进制加法计数器,另一片设置6进制加法计数器。两片74LS160D 按反馈清零法串接而成。秒计数器的十位和个位,输出脉冲除用作自身清零外,同时还作为分计数器的输入脉冲CP1。当分(秒)计数部分的个位接受秒计数部分的信号(秒计数接受的信号为振荡器经分频后输出的1HZ 的标准脉冲),计数满60后向时计数部分的十位给出一个进位信号。秒十位计数部分接受个位的进位信号并进行计数,计满6就想前一级给出进位信号。当十位和个位计满60个数后计数器清零。计数规律是从00——59——00。设计电路图如图3。

图3 秒计数器 74LS48D 是BCD-7段译码器/驱动器,输出高电平有效,专用于驱动LED 七段共阳极显示数码管。若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译码管的输入端,便可以进行不同数字的显示。在译

码管输出与数码管之间串联电阻R=510?作为限流电阻。如图4所示

图4 译码显示电路

5 元器件使用说明

5.1 振荡器

5.1.1 NE555的特点

●只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久。

●它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑闸配合,也就是它的输出准位及输入触发准位,均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

●其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。

●它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。

5.1.2 NE555引脚位配置说明如右图 NE555接脚图

Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ,通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上

缘电压须大于2/3 VCC,下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位,移至比电源电压少1.7

伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电

流大约200 mA 。

Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到

一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。

Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。

Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力,当输出为ON时为LOW,对地为低阻抗,当输出为OFF时为HIGH,对地为高阻抗。

Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。

参数功能特性:

?供应电压4.5-18V

?供应电流3-6 mA

?输出电流225mA (max)

?上升/下降时间100 ns

NE555的相关应用:

NE555的作用范围很广,但一般多应用于单稳态多谐振荡器(Monostable Mutlivibrator)及无稳态多谐振荡器(Astable Multivibrator)。

5.2 计数器74LS160D

74LS160D计数器是一种中规模二一五-十进制计数器,下降沿触发,R0(1),R0(2)是清零端,R9(1),R9(2)是置9端,CPA和QA可组成一个二进制计数器,CPB和QBQCQD组成五进制计数器;若把QA和CPB 相连,脉冲从CPA输入,则构成8421BCD码十进制计数器。由74LS160D的truth table可以看出,选择74LS160D可以在数字钟进位和清零上有极大的方便,不需要其他门电路辅助就能自己完成进位和清零。

表1 74LS160D计数/复位真

5.3 译码器74LS48

74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器,下面是74LS48的引脚图和功能表。

图5 74LS48引脚图

表2 74LS48功能表

6 电路仿真

随着科技的发展,“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活,结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少,也可降低工程制造的风险。仿真软件有很多,multisim、protues等都可以电路仿真。本设计仿真过程是在multisim平台上完成的。课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于MULTISIM提供了实验室无法相比的大量的元器件库,提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表,因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。555定时器产生的秒脉冲如图7所示。

7 总结与说明

设计电路过程中,在multisim软件中出现了许多各种各样的错误,虽然最后经过不断的修改以及和同学的讨论得到了比较好的解决,但从中却让我弄明白了很多东西,很好的理解那句“失败乃成功之母”的含义。其中有一个问题弄的我是焦头烂额,就是连接好译码显示电路后LED却不能显示出数字,最后查出原来所选用的译码器型号不同连接方式也不同,74LS48D需要用共阴极接法。还有就是设计六十进制计数器和二十四进制计数器是各个计数器之间的连接、秒到分间的进位问题、分到时之间的进位连接方式等等问题。另外在焊接好后发现仿真与实际还是有一定出入的。例如在仿真过程中触发160时不需要经过一个非门,而实际芯片必须有低电平触发,在实际焊接过程需要加一个非门。

这次电子电路课程设计,也对电子电路设计的知识有了更深一步的了解,熟悉了更多不同的数字芯片,比如74LS00,74LS48,74LS160,数码管等,这为我以后的电路设计打了一定的基础。在连接六进制,十进制,六十进制的进位及二十四进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。在这次的设计中,我考虑了许多不同的方案,做出过不同的选择,从理论上细致的比较各个方案的好坏,同时又充分的考虑实际情况,以实际情况为主要,在此过程中学会了把理论和实际充分结合起来的思维方式。在设计的过程中我采用了MULTISIM仿真软件和PROTEL等软件,通过这次的课程设计使我对这个仿真软件的使用更加的熟练。

参考文献:

[1] 毛期俭. 数字电路与逻辑设计实验及应用. 北京: 人民邮电出版社,2005

[2] 吕思忠,施齐云. 数字电路实验与课程设计. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社,2003

[3] 邓勇,周铎,邓斌. 数字电路设计完全手册. 北京: 国防科技大学出版社,2004.6

[4] 赵淑范. 数字电子钟的设计. 长春大学学报,2004.8,14,4:26-40

[5] 梁明理,邓仁清. 电子线路. 北京: 高等教育出版社,第四版,1999.6

[6] 于勤科,赵志杰,岳应娟. Protel电子设计实用指南. 西安: 西安电子科技大学出版社,1990.1

[7] 梁廷贵,王裕深. 计数器分频器锁存器驱动器分册. 北京: 科学技术文献出版社,2002.2

[8] 常华,袁刚. 仿真软件教程—Multisim和MATLAB. 北京: 清华大学出版社,2006

[9] 阎石. 数字电子技术基础. 北京:高等教育出版社, 1998.12

[10] 集成电路手册分编委会编. 中外集成电路简明速查手册,TTL、COMS电路. 北京: 电子工业出版社,1997

检测技术及仪表课程设计报告

第一章绪论 1.1 课程设计目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点,从工程创新的理念出发,以工程思维模式为主,旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。 通过在模拟的实战环境中系统锻炼,使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1.2课题介绍 本课设题目以多功能动态实验装置为对象,要求综合以前所学知识,完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案,包括检测方法,仪表种类选用以及需要注意事项,并分析误差产生的原因等等。 1.3 实验背景知识 换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程,污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失,因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。 1.4 实验原理 1.4.1 检测方法 按对沉积物的监测手段分有:热学法和非传热量的污垢监测法。 热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种; 非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。 这些监测方法中,对换热设备而言,最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。

1.4.2 热阻法原理简介 表示换热面上污垢沉积量的特征参数有:单位面积上的污垢沉积质量mf,污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示: (1-1) 图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻 通常测量污垢热阻的原理如下: 设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的,图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布,其总的传热热阻为: (1-2) 图1b为两侧有污垢时的温度分布,其总传热热阻为: (1-3)忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响,则可认为 (1-4)于是两式相减得: (1-5)该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。 实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻,这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见,假定换热面只有一侧有污垢存在,则有: (1-6) f f f f f f m Rδ λ λ ρ 1 = = c w c c R R R U 2 1 /1+ + = f f w f f f R R R R R U 2 2 1 1 /1+ + + + = f c f c R R R R 2 2 1 1 ,= = c f f f U U R R 1 1 2 1 - = + q T T R R R R U b f s f f w c f /) ( /1 ,1 2 1 - = + + + =

智能家居控制系统课程设计报告20

XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统(无操作系统) 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月

综合实训任务书

目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (3) 1.3 按键和LED模块 (5) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (6) 2 软件设计 (7) 2.1 ADC模块 (7) 2.1.1 ADC模块原理描述 (7) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (8) 2.2 SSI 模块 (8) 2.2.1 SSI模块原理描述 (9) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (10) 2.3 定时器模块 (10) 2.3.1 定时器模块原理描述 (10) 2.3.2 定时器模块流程图 (11) 2.4 DS18B20模块 (11) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (11) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (12) 2.5 按键模块 (13) 2.5.1 按键模块原理描述 (13) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (13) 2.6 PWM模块 (13) 2.6.1 PWM模块原理描述 (14) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (14) 2.6 主函数模块 (14) 2.6.1 主函数模块原理描述 (14) 2.6.2主函数模块程序设计流程图 (15)

matlab车牌识别课程设计报告(附源代码)

Matlab程序设计任务书

目录 一.课程设计目的 (3) 二.设计原理 (3) 三.详细设计步骤 (3) 四. 设计结果及分析 (18) 五. 总结 (19) 六. 设计体会 (20) 七. 参考文献 (21)

一、课程设计目的 车牌定位系统的目的在于正确获取整个图像中车牌的区域,并识别出车牌号。通过设计实现车牌识别系统,能够提高学生分析问题和解决问题的能力,还能培养一定的科研能力。 二、设计原理: 牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机等,其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元,采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理,定位出牌照位置,再将牌照中的字符分割出来进行识别,然后组成牌照号码输出。 三、详细设计步骤:

1. 提出总体设计方案: 牌照号码、颜色识别 为了进行牌照识别,需要以下几个基本的步骤: a.牌照定位,定位图片中的牌照位置; b.牌照字符分割,把牌照中的字符分割出来; c.牌照字符识别,把分割好的字符进行识别,最终组成牌照号码。 牌照识别过程中,牌照颜色的识别依据算法不同,可能在上述不同步骤实现,通常与牌照识别互相配合、互相验证。 (1)牌照定位: 自然环境下,汽车图像背景复杂、光照不均匀,如何在自然背景中准确地确定牌照区域是整个识别过程的关键。首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索,找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区,然后对这些侯选区域做进一步分析、评判,最后选定一个最佳的区域作为牌照区域,并将其从图象中分割出来。 流程图:

检测技术课程设计

检测技术课程设计 一、课程设计的目的 综合应用已修课程所学知识,完成被测信号的提取、转换、处理的一次综合性设计实践。它的作用如下: 获得工程师基本训练,培养学生综合运用所学理论和技术知识,解决工程实际问题的能力。 (1)提高学生查阅科技文献资料能力。 (2)开发学生的主观能动性与创造性。 (3)加深学生对课程内容的理解,拓展所学知识面。 (4)使学生初步建立正确的设计思想。掌握系统的设计方法和设计步骤。 二、课程设计时间 检测技术课程设计为1周。 三、课程设计的任务 以任务书的形式给出。 任务书的主要内容有: (1)给予的对象; (2)设计题目; (3)设计要求; (4)撰写的设计报告要求; (5)时间安排。 设计报告内容包括:目录,设计题目,前言,设计方案与设计工艺流程,各部分设计原理,设计计算及说明,器件、仪器设备的选择,设计图纸,参考文献,附录。设计图用专用计算机软件绘制,打印。 四、课程设计报告的一般格式 课程设计报告包括封面、目录、绪论、主体部分、结尾部分。 1、绪论 主要说明设计的目的、设计的任务和要求等。 2、主体部分 (1)总体设计方案的设计

(2)软硬件电路的设计 (3)设计结果(实验数据等) (4)参考文献 2、结束语 阐述本次设计的收获与体会,课题进一步完善的建议与意见。致谢等。如有附录可放在结尾处。

设计题目一电机自动监控系统设计 一、电机控制系统描述 电机作为一种拖动动力设备,在机床加工、运输、电力等领域有着广泛的应用。为了保证电机系统的正常运行,需要通过检测控制装置对它进行监控。重点监控的参数是电机 A、B、C三相线圈的温度、电机轴的径向振动振幅、电机轴的转速。 二、控制要求 上图为电机供电主电路。三相电经过空气开关KQ、交流接触器Z、热继电器PT,加到电机上,当接触器常开触点接通时,电机得电,运转。可以通过控制接触器线圈的方式控制接触器主常开触点的通断。正常接触器线圈得电,接触器主常开触点接通,异常接触器线圈断电,接触器主常开触点断开。 常规电机控制电路如图。 START STOP

智能控制课程设计(报告)

HUNAN UNIVERSITY 智能控制课程设计(报告) 课程设计题目:基于模糊控制光伏并网发电系 统的研究 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 学院名称: 指导老师: 2017年5月30 日

目录 第1章绪论 (1) 第2章光伏并网发电系统MPPT的研究进展 (2) 2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制 (2) 2.2 几种最大功率点跟踪方法的比较 (3) 第3章光伏并网发电系统MPPT模糊控制器 (7) 3.1 模糊化 (7) 3.2 模糊控制规则库的建立 (7) 3.3 解模糊 (7) 第4章 MPPT模糊控制器设计 (8) 4.1选择观测量和控制量 (8) 4.2 输入量和输出量的模糊化 (8) 4.3 制定模糊规则 (9) 4.4 求解模糊关系 (9) 4.5进行模糊决策 (10) 4.6 控制量的反模糊化 (10) 第5章模糊控制光伏并网发电系统仿真 (11) 附录 (15)

第1章绪论 在应对全球能源危机和保护环境的双重要求下,开发利用清洁可再生的太阳能越来越受到人们的关注。伴随着太阳能光电转换技术的不断发展,大规模的利用太阳能成为可能。光伏并网发电系统将成为太阳能利用的主要形式。目前,转换效率低是光伏并网发电系统面临的主要问题,这成为阻碍光伏并网发电系统广泛应用的一个重点问题。智能控制是这门新兴的理论和技术,它是传统控制发展的高级阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制。智能控制包括专家系统、神经网络和模糊控制,而模糊控制是目前在控制领域中所采用的三种智能控制方法中最具实际意义的一种方法。在光伏系统MPPT控制中,由于外界光照强度和温度变化的不确定性以及并网逆变器的非线性特性,则使用模糊逻辑的MPPT控制方法进行控制,有望获得理想的控制效果。 随着近年智能控制的不断发展和完善,模糊控制技术也日趋成熟,被人们广泛接受。模糊控制的优点很多,例如:模糊控制器设计简单,不需要依赖被控对象的精确数学模型;模糊规则用自然语言表述,易于被操作人员接受;模糊控制规则可以转换成数学函数,易与其他物理规律结合,便于用计算机软件实现;模糊控制抗干扰能力强,且响应快,对复杂的被控对象能有效控制,鲁棒性和适应性都易达到要求。模糊控制以其适应面广泛和易于普及等特点,成为智能控制领域最重要,最活跃和最实用的分支之一。目前,模糊控制已经在工业控制领域、经济系统、人文系统以及医学系统中解决了传统控制方法难以解决甚至无法解决的实际控制问题。本文正是基于光伏发电系统存在的处理复杂,外界不确定因素多等特点,将模糊控制理论应用于光伏发电最大功率跟踪系统中,跟踪系统最大功率工作点,提高光电转换效率,充分利用太阳能资源。 本文以光伏并网发电系统最大功率点跟踪为研究对象,将模糊控制理论应用于光伏并网系统最大功率跟踪控制中,从光伏阵列的原理和特性、光伏并网系统的结构设计、最大功率点跟踪的原理和模糊控制理论等方面进行详细的分析和探讨。本设计报告比较多种最大功率点跟踪控制技术,实现光伏并网发电系统的研究,根据其不同的优缺点,然后选用模糊控制方法来实现最大功率跟踪。通过对模糊论域、隶属度函数计算,制定处模糊规则,设计出模糊控制器。最后建立光伏并网发电系统仿真模型,并对仿真结果进行了分析。

自动检测技术的实验报告

自动检测技术实验报告 实验一 金属箔式应变片性能实验 ——单臂、半桥、全桥电路性能比较 一、实验目的: 1. 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。 2. 测试应变梁形变的应变输出。 3. 比较各种桥路的性能(灵敏度)。 二、实验原理: 应变片是最常用的测力传感元件,当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变, 应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路,转换成电信号输出显示。 电桥电路是最常见的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R 1、R 2、R 3、R 4中,电阻的相对变化率分别为44332211 R R R R R R R R ????、、、,当使用一个应变片时, ∑? = R R ;当二个应变片组成差动状态工作,则有 ∑?= R R R 2;用四个应变片组成二个差动对工作,且 ∑?= ====R R R R R R R R 4,4321。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4 ? E ?ΣR ,电 桥灵敏度R R V K u //?=,于是对应于单臂、半桥、全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。由此可知,当E 和 电阻相对变化一定时,电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。

U-X关系曲线图 三、实验所需部件: 直流稳压电源(V 4 档)、电桥、差动放大器、金属箔式应变片、测微头、电压表。 四、实验接线图: 图(1) 五、实验步骤: 1、调零。开启仪器电源,差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底),“+,-”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表,用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。 如需使用毫伏表,则将毫伏表输入端对地短路,调整“调零”电位器,使指针居“零”位。拔掉短路线,指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。 2、按图(1)将实验部件用实验线连接成测试桥路,单臂桥路中R 2、R 3、R 4和W D 为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R 1为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为±4V ;半桥桥路中R 1和R 2为箔式应变片,R 3、R 4仍为固定电阻;全桥桥路中R 1、R 2、R 3、R 4全部使用箔式应变片。在接半桥、全桥桥路时应特别注意其应变片的受力方向,一定要接成差动形式。 3、调节测微头,使悬臂梁处于基本水平状态。 4、确认接线无误后开启仪器电源,并预热数分钟。 5、调整电桥电位器W D ,使测试系统输出为零。 6、旋动测微头,带动悬臂梁分别作向上和向下的运动,以水平状态下输出电压为零,向上和向下移动各5mm ,测微头每移动0.5mm 记录一个差动放大器输出电压值,并列表。根据表中所测数据计算灵敏度S ,S = △V /△X ,并在一个坐标图上做出V-X 关系曲线。比较三种桥路的灵敏度,并作出定性的结论。 六、实验数据分析: 实验所得数据如下表所示: 位移mm 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 电压V (单臂) -0.006 -0.011 -0.016 -0.030 -0.038 -0.043 -0.050 -0.060 -0.069 -0.076 电压V (半桥) -0.015 -0.030 -0.044 -0.060 -0.072 -0.090 -0.102 -0.118 -0.136 -0.152 电压V (全桥) -0.029 -0.063 -0.093 -0.118 -0.150 -0.182 -0.213 -0.247 -0.282 -0.310 位移mm -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -3.5 -4.0 -4.5 -5.0 电压V (单臂) 0.014 0.019 0.026 0.033 0.045 0.052 0.060 0.066 0.076 0.085 电压V (半臂) 0.019 0.034 0.050 0.065 0.080 0.102 0.120 0.138 0.155 0.175 电压V (全桥) 0.033 0.066 0.098 0.136 0.170 0.198 0.230 0.261 0.293 0.325 根据表中所测数据,在一个坐标图上做出V-X 关系曲线图,如下图: v W D +4V -4V R 3 R 2 R 1 R 4

课程设计报告-车牌识别系统的设计

车牌识别系统的设计 一、摘要: 随这图形图像技术的发展,现在的车牌识别技术准确率越来越高,识别速度越来越快。无论何种形式的车牌识别系统,它们都是由触发、图像采集、图像识别模块、辅助光源和通信模块组成的。车牌识别系统涉及光学、电器、电子控制、数字图像处理、计算视觉、人工智能等多项技术。触发模块负责在车辆到达合适位置时,给出触发信号,控制抓拍。辅助光源提供辅助照明,保证系统在不同的光照条件下都能拍摄到高质量的图像。图像预处理程序对抓拍的图像进行处理,去除噪声,并进行参数调整。然后通过车牌定位、字符识别,最后将识别结果输出。 二、设计目的和意义: 设计目的: 1、让学生巩固理论课上所学的知识,理论联系实践。 2、锻炼学生的动手能力,激发学生的研究潜能,提高学生的协作精神。 设计意义: 车牌定位系统的目的在于正确获取整个图像中车牌的区域,并识别出车牌号。通过设计实现车牌识别系统,能够提高学生分析问题和解决问题的能力,还能培养一定的科研能力。 三、设计原理: 牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机等,其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元,采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理,定位出牌照位置,再将牌照中的字符分割出来进行识别,然后组成牌照号码输出。 四、详细设计步骤:

智能控制课程设计报告书

《智能控制》课程设计报告题目:采用BP网络进行模式识别院系: 专业: 姓名: 学号: 指导老师: 日期:年月日

目录 1、课程设计的目的和要求 (3) 2、问题描述 (3) 3、源程序 (3) 4、运行结果 (6) 5、总结 (7)

课程设计的目的和要求 目的:1、通过本次课程设计进一步了解BP网络模式识别的基本原理,掌握BP网络的学习算法 2、熟悉matlab语言在智能控制中的运用,并提高学生有关智能控制系统的程序设计能力 要求:充分理解设计容,并独立完成实验和课程设计报告 问题描述 采用BP网络进行模式识别。训练样本为3对两输入单输出样本,见表7-3。是采用BP网络对训练样本进行训练,并针对一组实际样本进行测试。用于测试的3组样本输入分别为1,0.1;0.5,0.5和 0.1,0.1。 表7-3 训练样本 说明:该BP网络可看做2-6-1结构,设权值wij,wjl的初始值取【-1,+1】之间的随机值,学习参数η=0.5,α=0.05.取网络训练的最终指标E=10^(-20),在仿真程序中用w1,w2代表wij,wjl,用Iout代表 x'j。 源程序 %网络训练程序

clear all; close all; xite=0.50; alfa=0.05; w2=rands(6,1); w2_1=w2;w2_2=w2; w1=rands(2,6); w1_1=w1;w1_2=w1; dw1=0*w1; I=[0,0,0,0,0,0]'; Iout=[0,0,0,0,0,0]'; FI=[0,0,0,0,0,0]'; k=0; E=1.0; NS=3; while E>=1e-020 k=k+1; times(k)=k; for s=1:1:NS xs=[1,0; 0,0; 0,1]; ys=[1,0,-1]'; x=xs(s,:); for j=1:1:6 I(j)=x*w1(:,j); Iout(j)=1/(1+exp(-I(j))); end y1=w2'*Iout;

检测技术及仪表课程设计报告

检测技术及仪表课程设计报告 1、1 课程设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点,从工程创新的理念出发,以工程思维模式为主,旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼,使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1、2课题介绍本课设题目以多功能动态实验装置为对象,要求综合以前所学知识,完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案,包括检测方法,仪表种类选用以及需要注意事项,并分析误差产生的原因等等。 1、3 实验背景知识换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程,污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失,因而污垢问题成为传热学界和工业界分关注而又至今未能解决的难题之一。 1、4 实验原理 1、4、1 检测方法按对沉积物的监测手段分有:热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种;非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法

和化学法。这些监测方法中,对换热设备而言,最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。 1、4、2 热阻法原理简介表示换热面上污垢沉积量的特征参数有:单位面积上的污垢沉积质量mf,污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示: (1-1)图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下:设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的,图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布,其总的传热热阻为: (1-2)图1b为两侧有污垢时的温度分布,其总传热热阻为: (1-3)忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响,则可认为(1-4)于是两式相减得: (1-5)该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻,这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见,假定换热面只有一侧有污垢存在,则有:(1-6)(1-7)若在结垢过程中,q、Tb均得持不变,且同样假定(1-8)则两式相减有: (1-9)这样,换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。

智能控制系统课程设计

目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一:有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)

有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故,给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此,及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识,联系实际,设计出一套有毒气体的检测电路,可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体,使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时,发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统,排出有毒气体,更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后,系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体,根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时,QM—N5检测到有毒气体,元件两极电阻变的很小,继电器开关闭合,使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号,驱动发光二极管间歇发光;同时LC179工作,驱使蜂鸣器间断发出声音;此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出,浓度低于气敏传感器所能感应的范围时,电路回复到自动检测状态。

智能控制课程设计(报告)(DOC)

HUNAN UNIVERSITY 智能控制课程设计(报告) 课程设计题目:基于模糊控制光伏并网发电系 统的研究 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 学院名称: 指导老师: 2017年5月30 日

目录 第1章绪论 (1) 第2章光伏并网发电系统MPPT的研究进展 (2) 2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制 (2) 2.2 几种最大功率点跟踪方法的比较 (3) 第3章光伏并网发电系统MPPT模糊控制器 (7) 3.1 模糊化 (7) 3.2 模糊控制规则库的建立 (7) 3.3 解模糊 (7) 第4章 MPPT模糊控制器设计 (8) 4.1选择观测量和控制量 (8) 4.2 输入量和输出量的模糊化 (8) 4.3 制定模糊规则 (9) 4.4 求解模糊关系 (9) 4.5进行模糊决策 (10) 4.6 控制量的反模糊化 (10) 第5章模糊控制光伏并网发电系统仿真 (11) 附录 (15)

第1章绪论 在应对全球能源危机和保护环境的双重要求下,开发利用清洁可再生的太阳能越来越受到人们的关注。伴随着太阳能光电转换技术的不断发展,大规模的利用太阳能成为可能。光伏并网发电系统将成为太阳能利用的主要形式。目前,转换效率低是光伏并网发电系统面临的主要问题,这成为阻碍光伏并网发电系统广泛应用的一个重点问题。智能控制是这门新兴的理论和技术,它是传统控制发展的高级阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制。智能控制包括专家系统、神经网络和模糊控制,而模糊控制是目前在控制领域中所采用的三种智能控制方法中最具实际意义的一种方法。在光伏系统MPPT控制中,由于外界光照强度和温度变化的不确定性以及并网逆变器的非线性特性,则使用模糊逻辑的MPPT控制方法进行控制,有望获得理想的控制效果。 随着近年智能控制的不断发展和完善,模糊控制技术也日趋成熟,被人们广泛接受。模糊控制的优点很多,例如:模糊控制器设计简单,不需要依赖被控对象的精确数学模型;模糊规则用自然语言表述,易于被操作人员接受;模糊控制规则可以转换成数学函数,易与其他物理规律结合,便于用计算机软件实现;模糊控制抗干扰能力强,且响应快,对复杂的被控对象能有效控制,鲁棒性和适应性都易达到要求。模糊控制以其适应面广泛和易于普及等特点,成为智能控制领域最重要,最活跃和最实用的分支之一。目前,模糊控制已经在工业控制领域、经济系统、人文系统以及医学系统中解决了传统控制方法难以解决甚至无法解决的实际控制问题。本文正是基于光伏发电系统存在的处理复杂,外界不确定因素多等特点,将模糊控制理论应用于光伏发电最大功率跟踪系统中,跟踪系统最大功率工作点,提高光电转换效率,充分利用太阳能资源。 本文以光伏并网发电系统最大功率点跟踪为研究对象,将模糊控制理论应用于光伏并网系统最大功率跟踪控制中,从光伏阵列的原理和特性、光伏并网系统的结构设计、最大功率点跟踪的原理和模糊控制理论等方面进行详细的分析和探讨。本设计报告比较多种最大功率点跟踪控制技术,实现光伏并网发电系统的研究,根据其不同的优缺点,然后选用模糊控制方法来实现最大功率跟踪。通过对模糊论域、隶属度函数计算,制定处模糊规则,设计出模糊控制器。最后建立光伏并网发电系统仿真模型,并对仿真结果进行了分析。

自动检测课程设计报告--湿度传感器及应用

课程设计报告湿度传感器及应用

摘要 在现代社会信息科技的不断迅速发展中,计算机技术、网络技术和传感器技术的高速更新,使得湿度的测量正朝着自动化、智能化、网络化发展。随着2011年物联网作为新兴产业列入国家发展战略,传感器技术作为物联网的最前端—感知层,在其发展中占了举足轻重的地位。而湿度作为日常生产、生活中最重要的参数之一,它的检测在各种环境,各个领域都对起了重要作用。 湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量,湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器,它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电(频率)信号等。它与人们的生产、生活密切相关。湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。例如,集成电路的生产车间相对湿度低于30%时,容易产生静电感应而影响生产;粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸;纺织厂的湿度低于65~70%RH时会断线。它是一类重要的化学传感器,在仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象等方面有着广泛的应用。 测量电路由湿度传感器,差动放大器,同相加法放大器等主电路组成;为了实现温度补偿功能,选择铂电阻温度传感器采集环境温度,通过转换电桥和差动放大,输入同相加法器实现加法运算,补偿环境温度对湿度传感器的影响,其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。 应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路,测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%,电路输出电压为0~10V。要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。使用环境温度为0℃~85℃。 本次设计的是湿度传感器,主要对湿度传感器的工作原理、组成结构加以论述,并对其测量原理图进行分析,进而使我们能够更深层的对湿度传感器进行理解;除此之外,在本次设计中也简要介绍了湿度传感器的相关特性以及参数如何选择,以便于用户能够正确选用相应的种类和型号。 另外,我又结合了实际案例对湿度传感器的应用技术和应用领域加以分析,并概括了其日后的发展趋势。 关键词:工作原理;组成结构;测量原理图;特性及参数选择;应用;发展趋势

检测技术课程设计资料

课程设计报告 物位检测学院 学科专业 姓名学号 指导教师 起止周次 提交日期

关键词:物位测量仪,原理,应用 简介:物位测量仪表按所使用的物理原理可分为直读式物位仪表、差压式物位仪表(包括压力式)、浮力式物位仪表、电测式(电阻式,电容式与电感式)物位仪表、超声式物位仪表、核辐射式物位仪表等。直读式物位仪表。从测量机构上可直接读出液位,玻璃管(或玻璃板)液位计就是利用连通器原理,用旁通玻璃管(或玻璃板)读数。根据测量要求,有透光式和反射式等型式。 浮力式物位仪表,利用液面上的浮子或沉浸在液体中浮筒(也称沉筒)受到浮力作用而工作。这类仪表分为两种:一种是在测量过程中浮力维持不变,如浮球液位计、浮标液位计,工作时浮标随液面高低变化,通过杠杆或钢丝绳等机构将浮标位移传递出去,再经电位器、数码盘等转换为模拟或数字信号;另一种是在测量过程中浮力发生变化,如浮筒式液位计,液位改变时浮筒在液体内浸没的程度不同,所受的浮力也不同,将浮力的变化量转换成差动变压器铁芯的位移,就可输出相应的电信号,供指示、记录、报警和调节之用,也可远距离传送。 在工业生产过程中测量液位、固体颗粒和粉粒位,以及液-液、液-固相界面位置的仪表。一般测量液体液面位置的称为液位计,测量固体、粉料位置的称为料位计,测量液-液、液固相界面位置的称为相界面计。在工业生产过程中广泛应用物位测量仪表,测量锅炉水位的液位计就是一例。发电厂大容量锅炉水位是十分重要的工艺参数,水位过高、过低都会引起严重安全事故,因此要求准确地测量和控制锅炉水位。水塔的水位、油罐的油液位、煤仓的煤块堆积高度、化工生产的反应塔溶液液位等,都需要采用物位测量仪表测量。

最新昆明理工大学检测技术(光纤传感器)课程设计

精品文档 课程设计报告 光纤传感器原理、结构线路及其应用 学院: 信息工程与自动化 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 陈焰 2014年12月25日

目录 摘要 (1) 1. 光纤传感器概述 (1) 1.1光纤传感器研究背景 (1) 1.2研究的目的及意义 (2) 2. 原理 (3) 2.1光导纤维导光的基本原理 (3) 2.1.1 斯乃尔定理(Snell's Law) (3) 2.1.2 光纤结构 (4) 2.1.3 光纤导光原理及数值孔径NA (5) 2.2光纤传感器结构原理 (6) 2.3光纤传感器的分类 (7) 2.3.1 根据光纤在传感器中的作用 (8) 2.3.2 根据光受被测对象的调制形式 (9) 3. 光纤传感器的应用 (10) 3.1温度的检测 (10) 3.1.1 遮光式光纤温度计 (10) 3.1.2 透射型半导体光纤温度传感器 (11) 3.2压力的检测 (12) 3.2.1 采用弹性元件的光纤压力传感器 (12) 3.2.2 光弹性式光纤压力传感器 (14) 3.3液位的检测 (16) 3.3.1 球面光纤液位传感器 (16) 3.3.2 斜端面光纤液位传感器 (17) 3.3.3 单光纤液位传感器 (18) 3.4流量、流速的检测 (19) 3.4.1 光纤涡街流量计 (19) 3.4.2 光纤多普勒流速计 (20) 总结 (21) 参考文献: (22)

摘要 光纤传感器(FOS Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物,它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此,它同时具有光纤及光学测量的特点。近年来,传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区,如核辐射区),起到人的耳目作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。 关键词:光纤传感器测量结构原理应用 1. 光纤传感器概述 1.1 光纤传感器研究背景 近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。 光纤光栅是利用光纤材料的光敏性,外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起的折射率永久性变化,在纤芯内形成空间相位光栅,其作用的实质是在纤芯内形成,利用空间相位光栅的布拉格散射的波长特性,一个窄带的,投射或反射,滤光器或反射镜。 1978年加拿大通信研究中心的K O Hill及其合作者首次从接错光纤中观察到了光子诱导光栅。Hill的早期光纤是采用488nm可见光波长的氛离子激光器,通过增加或延长注入光纤芯中的光辐照时间而在纤芯中形成了光栅。后来Meltz 等人利用高强度紫外光源所形成的干涉条纹对光纤进行侧面横向曝光在该光纤芯中产生折射率调制或相位光栅。1989年第一支布拉格诺振波长位于通信波段的光纤光栅研制成功。 光纤传感就是将被测量的变化转化为光纤中传输光参数(如光强、波长、相位以及偏振态)的变化,通过测量光纤的输出光来确定被测量的大小。光纤传感技术在国际上是七十年代后期迅速发展起来的新技术。而光纤传感器就是随光纤通

智能控制课程设计报告书

《智能控制》课程设计报告 题目:采用BP网络进行模式识别院系: 专业: 姓名: 学号: 指导老师:

日期:年月日 目录 1、课程设计的目的和要求 (3) 2、问题描述 (3) 3、源程序 (3) 4、运行结果 (6) 5、总结 (7)

课程设计的目的和要求 目的:1、通过本次课程设计进一步了解BP网络模式识别的基本原理,掌握BP网络的学习算法 2、熟悉matlab语言在智能控制中的运用,并提高学生有关智能控制系统的程序设计能力 要求:充分理解设计内容,并独立完成实验和课程设计报告 问题描述 采用BP网络进行模式识别。训练样本为3对两输入单输出样本,见表7-3。是采用BP网络对训练样本进行训练,并针对一组实际样本进行测试。用于测试的3组样本输入分别为1,0.1;0.5,0.5和 0.1,0.1。 输入输出 1 0 1

0 0 0 0 1 -1 表7-3 训练样本 说明:该BP网络可看做2-6-1结构,设权值wij,wjl的初始值取【-1,+1】之间的随机值,学习参数η=0.5,α=0.05.取网络训练的最终指标E=10^(-20),在仿真程序中用w1,w2代表wij,wjl,用Iout代表 x'j。 源程序 %网络训练程序 clear all; close all; xite=0.50; alfa=0.05; w2=rands(6,1);

w2_1=w2;w2_2=w2; w1=rands(2,6); w1_1=w1;w1_2=w1; dw1=0*w1; I=[0,0,0,0,0,0]'; Iout=[0,0,0,0,0,0]'; FI=[0,0,0,0,0,0]'; k=0; E=1.0; NS=3; while E>=1e-020 k=k+1; times(k)=k; for s=1:1:NS xs=[1,0;

传感器与检测技术课程设计报告标准

黑龙江科技学院 课程设计报告 项目名称:瓦斯浓度检测系统设计 所属课程:传感器与检测技术 实践日期: 2011.x.x—2011.x.x 班级测控08---3班 学号04号 姓名王蕊 成绩

电气与信息工程学院

提示生产人员组织安全离开。 1 系统整体机构及工作原理1.1 系统整体结构便携式矿用瓦斯检测系统以主控制器单片机为主要核心,配置瓦斯传感器电路、A/D转换电路、报警电路与按键电路等四大功能模块。系统整体结构如图1所示: 1.2 系统工作原理瓦斯传感器将瓦斯气体浓度转换成相应大小的模拟信号,信号经过信号放大电路和A/D转换电路进行放大、转换,然后送入主控制器单片机中进行数据处理。一旦瓦斯气体浓度超过相应的设定值时,则主控制器立即启动蜂鸣器报警。 2 系统硬件电路设计2.1 主控电路设计主控电路主要用来整合系统各功能电路,完成数据的采集和处理,并发出报警指令。本设计所处理的信息量和复杂程度不是太大,采用8位单片机AT89S52足以满足本设计的要求。它是一款低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8 kB系统可编程Flash存储器,256字节RAM,6个中断源,3个16位的可编程定时器/计数器,32个IO口,看门狗定时器等资源。 2.2 瓦斯传感器及信号放大电路设计系统选用MJC4/3.0L作为瓦斯传感

器。MJC4/3.0L型催化元件根据催化燃烧效应的原理工作,由检测元件和补偿元件配对组成电桥的臂,遇可燃性气体时检测元件电阻升高,桥路输出电压变化,该电压变量随气体浓度增大而成正比例增大,补偿元件起参比及温度补偿作用。其具有桥路输出电压呈线性、响应速度快、有良好的重复性、选择性、元件工作稳定、可靠、抗H2S中毒等优点。 因MJC4/3.0L的输出电压太小,无法满足AT89S52的要求。故需要将MJC4/3.0L的输出信号进行放大。信号放大是通过调整放大器AD 602的增益控制电压来实现的。AD602是美国AD公司专门针对程控放大开发的,其具有两个通道,每个通道的增益范围为-10~30 dB,因此两个通道串连起来可以实现的增益控制范围为:-20~60 dB。图2为瓦斯传感器及信号放大电路。 2.3 A/D转换电路设计系统使用的数模转换器LTC1865是凌力尔特推出的16位SAR ADC,采用单5 V电源工作,并能保证在-40℃~+12.5℃的温度范围内工作。每个器件最大电流为8.50 uA,最大采样率达250 kS/s,供电电流随着采样速率的降低而变小。MSOP-10封装的LTC1865提供2路软件可编程的通道,并且可以根据需求来调整参考电压的大小。A/D转换电路设计如图3所示。

关于智能窗帘的课程设计

关于智能窗帘的课程设计

课程设计 机电一体化系统设计课程设计 教学单位: 机电工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 10机械C(机电一体化) 1.学号:2010100203013学生姓名: 谢伟军 2.学号:2010100203027学生姓名: 李伟雄 3.学号:2010100203067学生姓名: 吴海富指导教师: 何伟 完成时间: 2013 年11 月10 日 电子科技大学中山学院机电工程学院

前言 如今伴随着信息时代的到来,人们的生活水平日益提高,方便、快捷、自动、智能成为时代的主题,在现代家庭生活环境中,居家环境早已不仅仅局限在物理空间上,人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的环境,自动化的电子产品自然成为人们追求的目标。 窗是人心灵的眼睛,窗帘则是眼睛上的睫毛,窗帘在防止强光射入,帮助人们合理的安排时间,美化室内环境,保证个人隐私,增强居家环境方面有重要作用。随着人们生活节奏的加快,窗帘的自动化随之产生。 本产品是在学习机械原理及设计和电工学等知识,通过实践,观察,思考的基础上设计而成的,且人性化的思想理念也体现了科学技术在人们生活中的作用。 通过几个月的努力,使我们深刻感受到了电学,力学,加工工艺,理论知识与实践相结合在机械设计中的重要性。加强和拓展这些方面的知识对机械学子们是很有必要的。 由于我们能力、经验以及一些方面的知识有限,许多地方未能深入的研究,如有误漏之处,敬请评委老师批评指正。

课程设计任务书 目录 1课题分析 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计达到的功能和要求 (1) 1.3 设计内容和主要步骤 (2) 1.4 小组成员及其分工 (2) 2机械结构设计 (3) 2.1 设计参数计算 (3) 2.2 机械部件的选择 (3) 2.3 机械结构的设计 (4) 2.4 机械结构装配图 (5) 3控制电路设计 (6) 3.1 电机的选择 (6) 3.2 传感器的选择 (7) 3.3 PLC的选择 (9) 3.4 控制系统电路图 (11) 4 控制系统设计 (12) 4.1 控制系统工作原理 (12) 4.2 控制系统框图 (13) 4.3. 控制过程流程图。 (13)

智能控制技术实验报告

《智能控制技术》实验报告书 学院: 专业: 学号: 姓名:

实验一:模糊控制与传统PID控制的性能比较 一、实验目的 通过本实验的学习,使学生了解传统PID控制、模糊控制等基本知识,掌握传统PID控制器设计、模糊控制器设计等知识,训练学生设计控制器的能力,培养他们利用MATLAB进行仿真的技能,为今后继续模糊控制理论研究以及控制仿真等学习奠定基础。 二、实验内容 本实验主要是设计一个典型环节的传统PID控制器以及模糊控制器,并对他们的控制性能进行比较。主要涉及自控原理、计算机仿真、智能控制、模糊控制等知识。 通常的工业过程可以等效成二阶系统加上一些典型的非线性环节,如死区、饱和、纯延迟等。这里,我们假设系统为:H(s)=20e0.02s/(1.6s2+4.4s+1) 控制执行机构具有0.07的死区和0.7的饱和区,取样时间间隔T=0.01。 设计系统的模糊控制,并与传统的PID控制的性能进行比较。 三、实验原理、方法和手段 1.实验原理: 1)对典型二阶环节,根据传统PID控制,设计PID控制器,选择合适的PID 控制器参数k p、k i、k d; 2)根据模糊控制规则,编写模糊控制器。 2.实验方法和手段: 1)在PID控制仿真中,经过仔细选择,我们取k p=5,k i=0.1,k d=0.001; 2)在模糊控制仿真中,我们取k e=60,k i=0.01,k d=2.5,k u=0.8; 3)模糊控制器的输出为:u= k u×fuzzy(k e×e, k d×e’)-k i×∫edt 其中积分项用于消除控制系统的稳态误差。 4)模糊控制规则如表1-1所示: 在MATLAB程序中,Nd用于表示系统的纯延迟(Nd=t d/T),umin用于表示控制的死区电平,umax用于表示饱和电平。当Nd=0时,表示系统不存在纯延迟。 5)根据上述给定内容,编写PID控制器、模糊控制器的MATLAB仿真程序,

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