控制系统论文精品(七篇)
控制系统论文篇(1)
1.1发展背景概括随着中国高速公路建设以及汽车工业在我国的不断发展，汽车行业已经由传统的机械装置演变成一个具有复杂技术的系统。与此同时，我国电子技术也在快速发展着。随着科技的革新，我国在步入21世纪以后，智能化为核心的汽车巡航系统目前已经作为高级轿车的主要附加功能设备。
1.2汽车巡航系统技术的概述汽车巡航控制系统，就是我们所说的驾驶员不用对控制加速踏板而使汽车保持稳定行驶的系统，也是全方位检测数据的系统。随着汽车电子技术的发展，目前巡航系统中的主要技术则是通信能力。而在汽车复杂的电控系统中，通常各种信息是可以共享的，其中CAN总线作为实现数据共享和协同工作的工具，主要以灵活性和稳定性以及实时性所被大家广泛应用。
1.3巡航控制系统的主要发展趋势汽车巡航控制系统随着电子技术的发展而不断进行完善，就需要我们的技术也不断进行改变，这样才能更加准确掌握系统检测。总而言之，汽车巡航控制系统的改革我们可以从以下六个方面进行简析：
（1）新型控制理论的应用每辆车行驶状况在很大程度上受发动机的因素影响的。驾驶员只需要更加稳定地控制车速即可。因此，我们要根据原有的传统控制理论对新的控制理论进行改革，便于其更好地应用到汽车行驶上。
（2）联动控制、复合控制我国目前的巡航控制装置大多数是独立式的，为了更好地提高精度和敏感度，就需要利用计算机进行发动机和变速器的控制，以此形成一体化的复合控制模式。
（3）小型化、智能化现在的计算机大多数都是向着智能型模式发展着。
（4）追踪行驶控制现在很多汽车的巡航系统都能够保证汽车稳定行驶，这就需要我们利用加速、减速等开关进行控制，当车辆不便于减速或加速的时候，就会造成驾驶员很大的困扰。因此，为了解决这一问题，就需要利用雷达测定，更加精确距离，目前很多国家的研究者都在对自适应巡航控制系统进行研究。
（5）走停控制现在对巡航系统的研制主要针对的是在高速上行驶的车辆，这就要求巡航系统有更好地探测能力和反应能力。这样才能使驾驶员完全从复杂的驾驶操作中解放出来，更好地简单操作。
（6）集成化随着近些年智能化的发展，我们需要完善公路智能概念以及卫星导航系统概念，使其得到开发和应用，这样才能保证在未来汽车巡航控制系统关于汽车电控系统相融合。而集成化在很大程度上有效降低成本，更好地增强各系统之间的内在联系，以此提高车辆系统的稳定性和安全性。
1.4本文主要研究内容尽管世界研究汽车巡航控制系统有几十年的历史，但由于巡航控制系统是一个很难控制的系统。所以我们可以从以下几个方面进行分析：①分析掌握汽车巡航控制系统的原理，对其可行性以及必要性进行分析，并对巡航控制系统进行总体的设计。②确定汽车巡航的控制方案，就需要从巡航控制系统的功能和原理出发。③为了能够设计出系统的软件流程，就要从系统的实际运行情况出发。
二、巡航控制系统的组成和工作原理
2.1巡航控制系统简述汽车巡航控制系统，我们可以分为巡航行驶装置、速度控制（SpeedControl）系统、自动驾驶（Auto-Drive）系统等三个方面，而这三个方面的划分主要是根据其特点进行的。目前，我国的汽车巡航控制系统可以分为巡航控制和自适应巡航控制两种，其中自适应巡航控制是巡航控制的延伸和拓展。汽车的巡航控制系统是汽车电子控制系统研发较早的系统之一，主要作为就是驾驶员不用踩油门踏板也可以自动保持汽车的车速。综合上述汽车巡航控制系统的简介，我们可以发现该系统有以下三大优势：①汽车行驶的舒适性。在高速公路上进行行驶的时候，更能体现出这种优越性，以此就会减轻驾驶员的驾驶负担。②节省燃料。在具有相同的经济性和环保性的行驶条件下，有经验的驾驶员就会节省15%的燃料，很大程度上减少废气物体的排放。③保持汽车稳定的车速。汽车无论在哪个道路上行驶，只要在发动机功率允许的范围内，就会保持车速不变。
2.2巡航控制系统的组织结构及原理的构成
（1）巡航控制系统的基本控制原理在应用汽车巡航控制系统的基本原理控制车速的时候，我们可以看出，电子装置控制主要是对车辆行驶进行自动调节，这样才能保证车速始终如一，对电子巡航控制系统的基本控制原理进行了解。电子巡航控制系统就是按驾驶员的要求将所选的信号设定车速，其次就是根据汽车实际车速所反馈的信号。当电子控制器对两个输入信号进行误差检测后，就会及时修正电子控制器存在的误差，便于更好地保持车速恒定。
（2）巡航控制系统的工作原理及结构电子巡航控制系统主要有以下四个部分组成，即控制开关、传感器以及执行机构和巡航控制电控单元（CCSECU）等。
（3）巡航系统开关的控制巡航控制系统开关主要是供驾驶员操作巡航控制系统的一套开关，一般都是安装在汽车的转向信号手柄上或者方向盘上的。
（4）传感器控制电控单元提供节气门开度信号和汽车行驶的速度信号。其设计或选择车速传感器是一项非常重要的工作，因为传感器的频率直接影响整个系统的频率。
（5）巡航控制电控单元（CCSECU）整个巡航控制系统的中枢就是电控单元，其作用就是通过接收传感器和开关等信号的处理，以实现车辆的恒速行驶。
（6）操作机构一般操作机构被我们称为伺服器，其主要作用就是通过接收巡航控制电控单元的控制指令信号，从而调节节气门开度，采用可以减速的支流电机或启动方式驱动拉线盘，使车辆进行加速、减速等操作。其中可以将执行机构分为电动式和气动式两种。
三、结束语
控制系统论文篇(2)
环境工程设计的项目建议书阶段包含若干个子结构，是一个复杂的系统。如果缺乏系统思维，孤立、片面地理解系统控制理论，将定量分析和定性分析、动态特性和稳态特性等相关内容割裂开来，不能相互联系、相互融合以形成合理认知体系，则不能够全面、联系、突出重点地分析和解决问题。而利用思维树模型可培养系统思维能力，［6］强化系统控制理论在项目建议书阶段的应用，将一项工程所涉及的各个领域和角度清晰的表示出来(以城市污水处理厂为例，如下图1所示)。
2可行性研究阶段的系统控制理论
可行性研究是在项目建议书被批准后，对项目在技术上和经济上是否可行所进行的科学分析和论证。这一阶段包括工程概述、工程方案、工程投资估算及资金筹措、工程近远期结合问题、工程效益分析、工程进度安排、存在问题及建议以及附图附件等内容。在这一系统中，用最优化分析解决问题，即在本系统的运筹中，控制策略要使工程净效益最大，而费用尽可能地小(可视为负效益)。为了尽可能地减少这种负效益，必须在一定的工程规律和条件的约束下，按照最优化原则，结合工程分析考虑工程方案必选优化，对整个工程系统进行科学的管理，不求负效益最小，而只要求负效益尽可能减少。这是由于在环境工程设计中，最优解并不一定是最理想的。［7］
3工程设计阶段的系统控制理论
在此阶段，环境工程设计可分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段，每个阶段都是一个复杂系统，可将系统控制的重点分别集中在组织系统的输入、转换过程和输出3个阶段，由此形成3种不同的控制类型:前馈控制、同步控制和反馈控制。［8］
3．1前馈控制
前馈控制也称预先控制，是指在整个过程中预先集中于系统输入端的控制，其目的是通过事前考虑各种可能的功能障碍来预测并预防偏差的出现。其在环境工程设计的方案设计阶段起着重要作用，主要体现在以下几方面:
3．1．1环境工程概况分析
环境工程涉及水、气、声、渣、辐射等多个方面，涵盖内容非常丰富，工程特征千差万别。因此，掌握具体项目的工程概况是搞好设计的必须前提，主要包括:(1)工程一般特征简介。包括工程名称、建设性质、建设地点、建设规模、车间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及发展规划等。(2)工艺路线与生产方法。用流程图表述说明生产工艺过程，必要时列出主反应式和副反应式，并关注副反应中可能潜在的危害因素。(3)物料及能源消耗定额。包括主要原料、辅助原料、材料、助剂、能源以及用水等的来源、成分和消耗量，特别是要综合对比单位产品的物耗、能耗指标、新水用量指标以及排污系数。(4)主要技术经济指标。包括生产率、效率、回收率和放散率等。除了主产品的总回收率之外，还应高度重视资源的综合利用率和综合总回收率。
3．1．2污染源及污染源强分析
污染源分布和污染物源强是环境工程设计的基础资料，必须按建设工程、生产过程和服务期满后三个时期的工程全过程做认真调查、详细统计，力求完善。对于污染源分布调查要求按专题绘制污染流程图，标明污染物排放部位，然后列表逐点统计各种污染因子的排放强度、浓度及数量。另外，鉴于近年来环境风险事故呈频发、高发态势，应高度关注环境工程风险排污的源强统计及分析，包括事故排污和异常排污两种工况。事故排污的源强统计应计算事故状态下的污染物最大排放量，作为风险预测的源强;异常排污的源强应统计工艺设备或环保设施达不到设计规定指标的超额排污。
3．1．3环保方案分析
分析工程总图布置方案，根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性，与周围环境保护目标所定防护距离的安全性。分析工程既定环保方案所选工艺及设备的先进水平和可靠程度，采用资源节约型模式、资源综合利用、物能良性循环、产业生态、清洁生产、循环经济等方面的可行性，处理工艺有关技术经济参数的合理性，并分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例。
3．2同步控制
同步控制也称实时控制，是指活动进行过程中所实施的控制。在环境工程设计中，同步控制的关键是严把设计质量关，实现初步设计的标准化，由仅控制排放标准向全面的设计质量标准过渡。积极引导环境工程设计单位贯彻国家制定的《建筑企业贯彻ISO9000系列标准实施细则》《建设项目环境保护管理条列》《中华人民共和国环境影响评价法》《三废处理工程技术手册》等相关标准，使环境工程设计单位质量管理工作进入程序化、标准化、规范化的轨道。各单位的质量保证体系，要在当地设计质量监督机构备案审查，把贯标工作与单位资质、工程招标投标和企业创优工作结合起来，实现质量的单位自控。在推行设计资格审查和管理制度的基础上，进一步制定重大工程的设计方案图纸审查、批准制度，发现问题，及时追朔设计存在的问题，系统解决，防止问题的再次发生，并追踪审查以前的可能事故点。
3．3反馈控制
反馈控制也称事后控制，控制作用发生在行动之后，目的在于改进，以预防将来发生偏差。在缺乏任何预见手段的情况下，反馈控制是比较实用的控制方式。在施工设计中，反馈控制的关键是引入工程环境监理，通过具有相应资质的监理企业，接受建设单位的委托，承担其建设项目的环境管理工作，并代表建设单位对承建单位的建设行为对环境的影响情况进行检查，对污染防治和生态保护的情况进行检查，确保各项环保措施落到实处。对未按有关环境保护要求施工的，应责令建设单位限期改正，造成生态破坏的，应采取补救措施或予以恢复。通过监理这一反馈控制，可提供设计效果的真实信息，并使设计人员获得评价其绩效的信息，从而提高设计水平，对于下一步或日后工作的实践指导作用非常巨大。
4竣工环境保护验收阶段的系统控制理论
为监督落实环境保护设施与建设项目主体工程同时投产或者使用，以及落实其他需配套采取的环境保护措施，防治环境污染和生态破坏，实施建设项目竣工环境保护验收。［9］该阶段是对整个环境工程设计系统的最后一个核查关卡，涉及验收范围、验收标准、验收工况、验收监测(调查)结果、验收环境管理、现场验收检查、风险事故环境保护应急措施检查及验收结论等部分。可用如下系统流程图简述其验收工作程序。
5结论
控制系统论文篇(3)
本文介绍了一种空调机温度控制系统。本温度控制系统采用AT89C51单片机收集数据，处理数据来实现对温度的调控。主要过程如下：利用传感器将非电量信号转换为电信号，转换后的电信号再进入A/D转换器转换成数字量，传送给单片机进行数据处理，并向设备输出控制信号。由LED实时显示被控温度及设定温度，使系统应用更加方便、直观。
【关键词】单片机、A/D转换系统设计系统调试
绪论
单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。
第1章单片机空调控制系统
随着中国人民环境的改善和人民生活质量的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求，建筑能耗占全社会总能耗的比例巨大且持续增长。据统计，2001年中国建筑能耗已达到3.76亿吨标准煤，占总能耗的27.6%，年增长比例是5%。在发达国家中，供热和空调的能耗很大，可占到社会总能耗的25%-30%。有资料统计，办公楼中空调系统耗能量占总能量的25%左右，所以空调控制系统设计始终是建筑环境与设备领域中的重要研究课题之一。
1.1当前国内研究情况
1）在城市现代化建设过程中，用电结构发生变化，其中用在建筑物空调系统的电力负荷比例日益增加。据不完全统计，北京已有250余幢宾馆、办公楼和50余家大商场采用中央空调，其空调用电负荷达40万kW。相当于华北电网为了调峰，耗资27亿元而兴建的十三陵抽水蓄能电站的1/2装机容量。以广东省为例，现有装机容量已达30万kW,并以每年30%的速度递增，其用电负荷已占总共电量的40%以上。
2）改革开放以来，我国经济的高速发展和人民物质生活水平的不断提高，对电力供应不断提出新的挑战。尽管我国发电装机容量已超过2亿Kw,年发电量已突破9000亿kWh。然而，目前我国电力供应仍很紧张。突出的矛盾是电网峰谷负荷差加大，夜间至清晨谷段负荷率低，而高峰段电力严重不足，有的电网峰谷负荷之差达25%-30%，造成白天经常拉闸限电，夜间有电送不出的现象。
3）由于空调用电负荷一般在电力谷段用量甚少，对城市点昂具有很大的“肖锋填谷“潜力，而在中央空调中，制冷系统的用电量通常占整个空调系统用电量的40%-50%，如以商场为例，每10万m2空调制冷系统的须用电功率约为7000-9000KW。因此，空调蓄冷系统应运而生，并将日益展示他广阔的应用前景
1.2空调控制系统的组成以及基本工作原理
空调系统的基本组成形式可分为三大组成部分，分别是：冷热源设备（主机）、空调末端设备、附件及管道系统。该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
1.2.1控制器原理
该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
本系统硬件简单可靠，软件具有更完善的控制功能和抗干扰能力。系统具有很高的性能价格比
系统CPU根据遥控器或按键输入的命令，对采集到的温度进行智能判断，然后作出相应的制冷、制热或除温运行。再通过接口电路，驱动压缩机、换向阀、风向电机和室内风机作相应动作，并对温度用LED指示。系统的原理框图如图1所示。
1.3软件设计
软件设计采用模拟化处理，主控程序包括以下几个部分：程序的初始化、试运转、数据和信号的采集与处理、温度LED指示、室内风机的闭环积分控制、室内风向电机的步进控制。功能子程序包括制冷、制热、除湿、自动四种运行模式。中断程序包括遥控接收。各种定时的中断查询处理、速度检测等。系统的主控程序流程如图4所示。
1.4硬件设计
1.4.1单片机的选择
系统有3路温度模拟信号输入，还有1路电压和1路电流模拟输入，共5路模拟输入要求；而模拟信号要转换成数字信号才能用单片机CPU处理。为提高系统的性能价格比，应采用含有A/D转换器的单片机。经过各方面的综合比较，我们选用了美国Microchip公司的PIC16C72单片机作为控制核心。它具有5路模拟量输入的A/D转换器，恰好满足系统的模拟输入要求。另外，它在1块芯片上集成了1个8位逻辑运算单元和工作寄存器、2KB程序存储器、128个数据存储器、3个端口（A口、B口、C口）共22条I/O线、3个定时器/计数器。另外，只有35条易学易用而高效的RISC（精简指令集计算机）指令，同时，芯片具看门狗功能，并提供对软件运行出错的保护。
1.4.2模拟输入电路
本系统直接用热敏电阻进行测温，再加一级电容滤波。对外交换温度检测电路，因其干扰较大，特加上二极管限幅保护。对传感器的不同电阻值，将其所对应的不同分压值输入至PIC单片机的A/D转换口，在单片机内部转换成数字信号。该检测电路结构简单，性能价格比高。又因采用的单片机为8位，所以温度转换精度高，可为0.5℃，完全满足了空调的信号检测精度要求。对过流信号的检测，不用经过比较器，节约了资源；而是采用模拟信号整流分压后直接输入，通过单片机自带的A/D转换器，每500μs对其进行一次检测，并进行软件比较，以确认是否过流。对过零电压信号的检测，也是采用模拟信号整流分压后直接输入。因两个半的过零点都要检测，所以用桥式整流。模拟输入电路如图2所示。
1.5单片机控制系统的调试
1.5.1硬件调试
根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。
1）脱机检查
用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片，先对各管座的电位（或电源）进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。
1.5.2仿真调试
暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是，先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。
1.5.3硬件电路调试的一般顺序
1）检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。
2）检查ABUS/DBUS的分时复用功能的地址锁存是否正常。
3）检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。
4）对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH，再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。
5）用户级I/O设备调试。如面板、显示、打印、报警等等。
1.5.4软件调试
软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法：
1）交叉汇编
用IBMPC/XT机对MCS—51系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助IBMPC/XT机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到PC机，生成MCS—51HEX目标代码和LIST文件。
2）用汇编语言
现在有些单片STD工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助CRT进行汇编语言调试。
3）手工汇编
这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照MCS—51指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到RAM重新进行调试。在进行手工汇编时，要特别注意转移指令、调用指令、查表指令。必须准确无误地计算出操作码、转移地址和相对偏移量，以免出错。
4）以上3种方法调试完成以后，即可通过EPROM写入器，将目标代码写入EPROM中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。
硬件、软件仿真调试经过硬件、软件单独调试后，即可进入硬件、软件联合仿真调试阶段，找出硬件、软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进一步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。
1.5.5调试
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。
第2章单片机的空调控制系统技术和量化要求
2.1空调控制系统的数字化控制
（以Infineon的8位单片机C504/C508）为例
2.1.1模糊智能控制
与普通空调的运行方式不同，变频空调的压缩机需要连续运行。其速度调节变得更加重要，要确保室内温度波动限制在较小范围内。事实上永磁直流无刷电机是一个多变量，非线性，强耦合的对象，需要智能控制才能取得比较满意的效果。考虑到8位单片机的资源有限，本系统采用模糊控制来实现电机转速的控制。因为C504/C508的CCU单元的通道0在块交换模式下降了参与电机换相外，还可用来完成捕获动作，故这个通道可以同时用于电机速度检测。系统所用的模糊控制规则如下式：U=αE+（1-α）E式中，E为位速度误差，Ec为速度误差变化率，α为加权系数，在0和1之间取值，U为控制器输出。通过调整加权系数，本系统可以对控制规则进行在线修正。
2.1.2功率变换电路
功率变换电路及其驱动和保护是直流无刷电机调速系统的最核心的部分。功率变换电路主要是整流桥和逆变桥。目前在国内变频空调产品中这部分电路的角色主要是由智能功率模块（IPM）来充当。所谓IPM，就是将功率变换电路，驱动，保护，检测，辅助电源都集成在一个模块内。
2.1.3单片机控制系统中控制算法
(1)直接数字控制
当被控对象的数学模型能够确定时，可采用直接数字控制。所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式，它表示系统输入输出及其内部状态之间的关系。一般多用实验的方法测出系统的特性曲线，然后再由此曲线确定出其数学模型。现在经常采用的方法是计算机仿真及计算机辅助设计，由计算机确定出系统的数学模型，因而加快了系统模型的建立。当系统模型建立后，即可选定上述某一种算法，设计数字控制器，并求出差分方程。计算机的主要任务就是按此差分方程计算并输出控制量，进而实现控制。
(2)数字化PID控制
由于被控对象是复杂的，因此并非所有的系统均可求出数学模型，有些即使可以求出来，但由于被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。
2.2单片机控制系统的数字化
2.21采用数字化负荷随动控制理论
运用现代化计算机技术、数字化自动控制技术，对中央空调设备运行进行综合、优化；针对中央空调主机和辅机系统运行的工况和末端负荷的变化，采集其瞬间多种变化参数，对负荷进行随动跟踪；自动、准确、及时地对冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机设备的运行参数进行采集，对系统各设备自动进行实时优化控制，使中央空调主机运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流量跟随末端负荷的变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适性的前提下，大幅度降低系统的能源消耗。即把负荷运行所不需要的，而系统运行又将会产生的这部分多余的冷量节省下来。
2.22中央空调数字化负荷随动节能控制系统
控制精度高，同频精度和稳定性好，可使中央空调系统节能达到20%以上。该技术、产品在国内、国外处于领先水平，具有高效节能、安全、舒适和方便管理的显著效果。
第3章结论
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。随着我国经济实力的增长，开发新产品的思路上过去那种过多注重价格因素而使新产品开发上不了档次的弱点有所改善，开始注意使用当前最先进的单片机开发高档次的产品。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等的重要性。各单片机厂商在开发工具以及技术服务方面也进行着激烈的竞争。这种竞争与推出新型的单片机以显示高技术方面的优势是相辅相成的。竞争的结果是为单片机应用工程师提供更广阔的选择空间，而最终受益的是单片机产品的消费者，由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。
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第5章致谢
本论文设计在（）老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着（）老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，（）老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向（）老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。
控制系统论文篇(4)
论文摘要：随着高新技术的不断开发，数字通信及控制技术也在飞速发展，计算机通信及控制技术得到了广泛应用，针对各种情况探讨了保证计算机通信与控制系统可靠运行的措施。
1在设计计算机通信与控制系统时要注意以下事项
（1）在对计算机通信与控制系统设计和配置时，要注意到系统的结构要紧凑，布局要合理，信号传输要简单直接。
在计算机通讯与控制系统的器件安装布局上，要充分注意到分散参数的影响和采用必要的屏蔽措施：对大功率器件散热的处理方法；消除由跳线、跨接线、独立器件平行安装产生的离散电容、离散电感的影响，合理利用辅助电源和去耦电路。
（2）计算机通信与控制系统本身要有很高的稳定性。
计算机通信与控制系统的稳定性，一方面取决于系统本身各级电路工作点的选择和各级间的耦合效果。特别是在小信号电路和功率推动级电路的级间耦合方面，更要重视匹配关系。另一方面取决于系统防止外界影响的能力，除系统本身要具有一定的防止外界电磁影响的能力外，还应采取防止外界电磁影响的措施。
（3）算机通信与控制系统防止外界电磁影响的措施，应在方案论证与设计时就给予充分考虑。
例如数字信号的采集传输，是采用脉冲调制器还是采用交流调制器，信号在放大时采用几级放大器，推动司服系统工作时采取何种功放，反馈信号的技术处理及接入环节，电路级间隔离的方法，器件安装时连接和接地要牢固可靠，避免接触不良造成影响，机房环境选择和布局避免强电磁场的影响等。
2排除电源电压波动给计算机通信与控制系统带来的影响
计算机通信与控制系统的核心就是计算机，计算机往往与强电系统共用一个电源。在强电系统中，大型设备的起、停等都将引起电源负载的急剧变化，也都将会对计算机通信与控制系统产生很大的影响；电源线或其它电子器件引线过长，在输变电过程中将会产生感应电动势。防止电源对计算机通信与控制系统的影响应采取如下措施：
（1）提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量。
供电电源的功率因数低，对计算机通信与控制系统将产生很大的影响，为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工作，供电系统的功率因数不能低于0.9。
（2）采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电。
应对计算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供电电源。要求独立供电电源电压要稳定，无大的波动；系统负载不能过大，感性负载和容性负载要尽可能的少。
（3）对用电环境恶劣场所采取稳压方法。
对计算机等重要设备采用UPS电源。在稳压过程中要采用在线式调压器，不要使用变压器方式用继电器接头来控制的稳压器。
3防止由于外界因素对供电电源产生的传导影响
由于外界因素对电源产生的传导影响要采取以下措施。
3.1采用磁环方法
(1)用磁环防止传导电流的原理。
磁环是抑制电磁感应电流的元件，其抑制电磁感应电流的原理是：当电源线穿过磁环时，磁环可等效为一个串接在电回路中的可变电阻，其阻抗是角频率的函数。
即：Z二f／(ω)
从上式可以看出：随着角频率的增加其阻抗值再增大。
假设Zs是电源阻抗，ZL是负载阻抗，ZC是磁环的阻抗，其抑制效果为：
DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC／(ZS+ZL)]
从上述公式中可以看出，磁环抑制高频感生电流作用取决于两个因素：一是磁环的阻抗；另一个是电源阻抗和负载的大小。
(2)用磁环抑制传导电流的原则。
磁环的选用必须遵循两个原则：一是选用阻抗值较大的磁环：另一个是设法降低电源阻抗和负载阻抗的阻值。
3.2采用金属外壳电源滤波器消除高频感生电流，特别是在高频段具有良好的滤波作用
电源滤波器的选取原则
对于民用产品，应在100KHZ一30MHZ这一频率范围内考虑滤波器的滤波性能。军用电源滤波器的选取依据GJBl51／152CE03，在GJBl51／152CE03中规定了传导高频电流的频率范围为15KHZ-50MHZ。
4抑制直流电源电磁辐射的方法
4.1利用跟随电压抑制器件抑制脉冲电压
跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏安的脉冲功率，它的主要作用是，在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其阻抗立即降至很低，允许大电流通过，同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电压抑制器的这一特性，脉冲电压被吸收，使计算机通信与控制系统也减少了脉冲电压带来的负面影响。
4.2使用无感电容器抑制高频感生电流
俗称“隔直通交”是电容器的基本特性，通常在每一个集成电路芯片的电源和地之间连接一个无感电容，将感生电流短路到地，用来消除感生电流带来的影响，使各集成电路芯片之间互不影响。
4.3利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响
陶瓷滤波器是由陶瓷电容器和磁珠组成的T型滤波器，在一些比较重要集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤波器，会很好起到抑制电磁辐射的作用。
5防止信号在传输线上受到电磁幅射的方法
(1)在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射。
磁珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统，主要用于抑制1MHZ以上的感生电流所产生的电磁幅射。选择磁珠也应注意信号的频率，也就是所选的磁珠不能影响信号的传输，磁珠的大小应与电流相适宜，以避免磁珠饱和。
(2)在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线，屏蔽外界的电磁辐射。
(3)在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术，减少前后级之间的互相影响。
(4)在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线；电源线与信号线分开走线。输入信号与输出信号线分开走线；模拟信号线与数字信号线分开走线。超级秘书网
6防止司服系统中执行机构动作回馈的方法
6.1RC组成熄烬电路的方法
用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上，电容器C把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触点完全断开，用来抑制触点间放电。电阻R用来抑制触点闭合时的短路电流。
对于直流继电器，可选取：
R=Vdc／IL
C=IL*K
式中，Vdc：直流继电器工作电压。
I：感性负载工作电流。
K二0.5-lЧF／A
对于交流继电器，可选取：
R>0．5*UrmS
C二0.002-0.005(Pc／10)ЧF
式中，Urms：为交流继电器额定电压有效值。
Pc：为交流继电器线圈负载功率。
控制系统论文篇(5)
1.在陶瓷除尘器控制系统中脉冲喷吹方式为在线喷吹（即过滤过程中进行喷吹）。控制方式为自动控制和手动控制，其中自动控制分为为时间控制和压差控制。除尘器达到反吹时间或压差设定值时，将进入反吹工作状态，脉冲电磁阀逐一快速打开／关闭（脉冲宽200－300ms，脉冲间隔20－300s，喷吹周期间隔为15－120min），手动控制为各脉冲电磁阀单一控制。自动卸灰控制方式分为为自动控制和手动控制，自动控制位是时间控制和灰料高度控制（即达到料位计测量高度设定），除尘器达到卸灰设定时间或灰斗料位计报警时开启卸灰，卸灰阀开启时间为2－20min，开启间隔为30－180min，开启同时仓壁振动器震动，手动控制为卸灰阀和振动器单一控制。为实现上述要求，满足陶瓷除尘器控制系统运行可靠性、可操作性及自动化程度，控制系统设计采用LOGO为主控单元控制回路。根据高温陶瓷除尘器输入输出点的要求，选用LOGO！12／24RC＋LOGO！DM1624数字量模块＋LOGO！AM2＊2模拟量输入模块，共计16个数字量输入、12个继电器输出、4个模拟量输入。DC24V电压输入信号，DC24V继电器输出，DC244－20mA模拟量输入。输入信号连接系统手动和自动启停按钮及料位计报警信号，继电器输出连接电磁阀线圈、卸灰阀线圈及振动器线，模拟量输入连接变送器用于监控除尘器工作状态，在LOGO！LCD上显示。
2.脉冲宽度、间隔、周期间隔及卸灰阀开启宽度、间隔可在LO－GO！控制面板修改相应定时器。LOGO！LCD显示屏显示及面板操作替代了S7－200／S7－300＋触摸屏，有效降低硬件成本软件的编辑量。系统接线和LOGO！脉冲喷吹控制为喷吹自动时间自动开／喷吹压差自动开（I1／DM1624I8）按钮闭合，达到自动喷吹的设定时间或压差（AM2I1压差信号）设定值，LOGO！控制器按照编辑的程序开始运行，脉冲电磁阀逐一快速打开或关闭脉冲宽200－300ms脉冲间隔20－300s喷吹周期间隔为15－120min，依次周期循环反复，喷吹自动关（I2）按钮闭合程序中的定时器复位，时间控制喷吹停止。卸灰控制为卸灰阀自动开（DM1624I3）按钮闭合，达到自动卸灰的设定时间或料位输入闭合（DM1624I7），LOGO！控制器按照编辑的程序开始运行，卸灰阀开启时间为2－20min，开启间隔为30－180min，开启同时仓壁振动器震动，卸灰阀自动关（DM1624I4）按钮闭合程序中的定时器复位，时间控制喷吹停止。手动控制为系统针对各阀门和设备设置单一控制，电磁阀手动按钮1＃－8＃（I3－DM1624I2）、卸灰阀手动（DM1624I5）按钮和振动器手动（DM1624I6）按钮，分别点动控制电磁阀1＃－8＃、卸灰阀和振动器。
二、总结
控制系统论文篇(6)
1.1DCS系统的开放性与灵活性特征
从设计角度而言，DCS系统设计环节具有系列化、标准化、开放化等特点，系统通信方式是以局域网网络为基础，从而实现稳定可靠而又高效的信息传输。按照发电厂电气控制系统的实际功能需求，对DCS系统功能进行相应扩充及优化，由于是按照模块化设计方案执行，因此能够相当快捷的把计算机添加到系统通信网络中，或者是进行一些计算机的删除，在这个过程中对其他计算机的运行情况不存在不良影响。DCS系统在运行时，对于组态软件而言，其软件和硬件组件能够利用不同的流程应用对象的方式实现。具体实现方式是对测量信号、控制信号以及其对应连接关系进行确定，基于控制算法库对控制规律进行选择，还有就是按照图形库对基础图形监控画面进行调用，因此整个控制系统的构成相对简单和灵活，具有很高的可行性。
1.2DCS系统的可靠性特征
由于DCS系统在运行时，每一台计算机都具有分散系统控制的功能，并且可以独立实现，因此要求系统结构采用容错设计方案。这种方案哪怕是其中一台计算机出现问题，也无法对DCS系统整体功能产生直接影响。而且由于在DCS系统中，每一立的计算机所承担的任务相对单一，因此从功能实现方式分析，对结构、软件固定的计算机设备进行选择，从而对计算机运行的稳定可靠性的提高起到一定的促进作用。
1.3控制功能齐全的特征
具有较多的控制算法，把批处理控制、顺序控制还有连续控制进行了集合，不仅实现了自适应、前馈与串级的控制，还实现了解耦与预测控制，还能引入要求的特殊控制算法。DCS系统构成方式具有非常好的灵活性。处于底层的过程控制级往往存在着分散的数据采集站、现场控制站等就地实现控制与数据采集功能，再经由数据通信网络传输至生产监控级计算机，生产监控级接受来源于过程控制级的数据并对其实施对应的集中操作管理。
1.4完全集控运行
DCS系统可以实现全部电气设备进行监控和操作，和机组控制组成一个综合自动化系统，帮助运行人员能够在任何一台DCS终端上实现电气系统整个机组进行监控和管理，使得单元机组具备了监控集控运行的功能。
1.5提升电气控制稳定可靠性
对于DCS系统来说，其本身的稳定可靠性非常明显，其不仅取代了原本继电器，还取代了固态逻辑，主要因为运用了配置冗余这一手段，这样便减少了操作终端，更重要的控制系统稳定可靠性显著地提升。除此之外，其内部里面拥有许多联动逻辑，明显减少了人为失误，主要由于对操作闭锁及操作准许检查逻辑进行设置。
2、电厂电气系统纳入DCS监控的范围
按照电气控制具有的特征以及单元机组运行过程的特性，需要把发电机变压器组这一电气系统控制纳入DCS监控，也要把电源这一电气系统的控制纳入。由升压站至电厂侧的主厂房里面存在的厂用电快切系统及自动同期系统、发变组系统、高压启备电源系统、柴油发电机组、直流系统及UPS系统这些电气系统都要纳入DCS监控之中。
3、发电厂DCS控制方式
把DCS系统应用到发电厂之中的电气控制系统里面的时候，需要遵循以下原则：把之前计算机数字化设备当成前提，发挥电气控制的全部功能。发电厂电气控制系统中最普通的故障录波设备、发电机励磁调节设备而言，对应的工作情况、动作状况等都以数字化处理为基础，利用通讯方式将信息传输到DCS系统中。控制系统和DCS系统要独立运行，这一点也非常重要，对于保障发电厂电气系统运行安全有直接影响。DCS系统实现时，电气系统输入信息和输出指令等都是以通讯的方式呈现，一方面能够保障系统的独立安全的运行，另一方面还可以节约在DCS系统的电线、电缆等设备投资。最重要的是输入DCS系统中的数据信息将应用于机组综合控制及全厂信息系统。当运行后一段时间后，达到相关负荷标准后，可以利用自动或人为的方式。机组停机时，主控回路传递对应的控制操作指令，对电气系统进行操作，使其切换到关闭状态。其存在以下几项特征：促使专门控制装置的优点与数字化装置的通讯优点得以发挥，不仅促使系统总体构成的经济性与实用性明显提升，也促使它的可靠性变得更高；信息集中就是这种形式的分散控制。对于此类分散控制系统来说，其经常需要涉及到各种厂商的不同设备，热工控制以及电气控制都存在较为清楚的界面，能够根据之前的专业化系统设计、调试与维修；此时只要对通讯问题进行良好地处理，通常之下，组成的整体控制系统依然属于真正的分散控制系统；能够让之前阐述的电气控制进入DCS之中.
4、DCS系统应用时的注意事项
4.1分配电气控制功能方面
从分配电气控制系统的功能而言，发电厂电气控制系统在运行过程中，对应的工作参数及控制逻辑关系都要先经过科学计算和调试，而且系统运行模式一旦形成就进入恒定状态，不能轻易变动，如果要对控制系统逻辑关系进行调整，需要经过工程师站进行代码传输，恰好DCS系统不支持代码在线传输，因此这个过程有可能带动控制系统内部其他程序出现误操作，所以需要注意电气控制功能分配的问题。
4.2装置时钟配合方面
针对装置时钟配合方面而言，发电厂电气控制系统引入DCS系统，可以实现对整个电气控制系统的集中控制，相互独立而且布局分散的终端处理器共同联合工作，从而促进控制任务顺利完成。
4.3系统设计的配合问题
配合对DCS系统的设计相当重要，和后期的运行状态存在关联，进行设计的时候，务必综合考虑问题。之前进行的设计，大都为电气专业对清单实施简单地列举，然后安排热控专业的实施装置，系统具体运用的时候，此类设计方式不能充分地发挥很好的性能，相当不利于系统运行。因此为让系统可以良好地适应实际性能的发挥，进行设计的时候，需要安排至少两个专业一起进行，应认真地分析系统规模、容量与功能的分配，认真地计算实际上进入DCS的量，对于其在实际运行中所要表现出来的功能，以及软硬件的配置等，均应实施有效的论证，确保系统能够高效顺利地运行。
4.4系统调试问题
当DCS系统用于电气控制系统之中之后，需要进行和之前不一样的系统调试工作。在之前，进行系统调试工作的时候，需要分开进行热控系统调试与电气系统的调试，对应专业的人员相当熟悉自己所学的专业，进行调试会有好的效果。当进入到DCS系统里面后，热控调试工作者不能完全了解电气系统，同时电气人员也不完全了解DCS系统，进而导致调试功能的缺失。因此为确保系统顺利地运行，要于调试环节，有效地安排人员，确保整个的优化，确保整个系统可以顺利稳定地运行。
5、总结
控制系统论文篇(7)
交流变频调调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济领域的广泛适用性，已被公认为是一种最有前途的调速方式。在能源日益紧张的今天，变频器作为交流调速的一种主要手段，在工业生产中取得越来越广泛的应用。本文介绍的闭环恒压供水系统采用三垦SAMCO-vm05型变频器实现，详细叙述了其实现闭环控制的内藏PID功能主要参数设置及闭环调试方法。
2闭环供水系统的原理
该闭环系统应用于工厂的生产用水，其目的是向车间提供连续的水压稳定的水。图1是供水系统框图。它主要由变频控制箱、超压排流阀、液位传感控制器、压力传感器等组成。
系统中，1#泵为恒速泵，2#泵为变频调速泵。正常工作时，由1#泵抽取河水，经净化后直接供生产车间，由于1#水泵供水量总大于车间用水量，因此设置了超压排流阀，当管道水压超过设定水压时，排流阀开始工作，多余的净化水被排到水池中，当水池水位到达水位上限时，系统控制1#泵停机，同时启动2#泵，由变频器控制2#泵向车间供水，当水池水位下降到水位下限时，2#泵停止工作，1#泵启动运行，如此循环。
3变频器闭环控制
变频器用于2#泵的控制，即在抽取水池水时，根据用水管网压力的变化，通过变频器实现自动跟踪来调节水泵电机的转速，保持用水管网压力稳定。三垦通用变频器SAMCO-vm05为用户实现闭环控制提供了内藏的PID功能，它能将外部变送器输入的模拟信号(4~20mA、0~5V、0~10V)反馈输入到变频器，并取得与变频器设定频率指令之间的偏差，进行P(比例)、I(积分)、D(微分)控制，从而使负载一侧的动作跟随指令值的变化而改变。
3.1硬件原理
闭环控制的硬件原理如图2所示。压力传感变送器将管网水压信号转变成4~20mA电流信号作为反馈输入到变频器的IRF/VRF2端子，外部压力设定器将指定的压力(0~1.0Mpa)转变为0~10V电压信号输入到变频器VRF1端子。变频器根据给定值与反馈值的偏差量进行PID控制，输出频率控制电机的转速，从而使系统处于稳定的工作状态，管网水压保持恒定。
3.2闭环控制的相关功能代码与参数
变频器的功能参数很多，这里只介绍与PID闭环控制相关的参数设置，需要说明的是SAMCO-vm05型变频器内部PID控制采样周期Ts为10ms。
Cd071=3内藏PID控制模式
Cd120=5反馈信号为4~20mA电流输入
Cd002=3给定信号为0~10V电压输入
Cd122=0.00~100.00PID控制比例增益
Cd123=0.00~100.00PID控制积分增益
Cd124=0.00~100.00PID控制微分增益
Cd125=1~500反馈输入滤波时间常数
3.3设定值和反馈值的频率变换
在利用外部模拟信号作为设定值或反馈值时，输入模拟信号最小值(0V或4mA)时频率(偏置频率)和最大值(5V或10V或20mA时的频率(增益频率)须根据其F-V特性(或F-I特性)来设定。
(1)设定值的频率变换
外部压力设定器将压力0~1.0MP变换成电压信号0~10V输入到变频器VRF1端子，其F-V特性如图3。因此:
偏置频率cd054=0.0Hz
增益频率cd055=50.0Hz
(2)反馈量的频率变换
压力传感器将管网压力0~1.0MP变换成电流信号4~20mA输入到变频器IRF/VRF2端子，其F-I特性如图4。因此:偏置频率cd062=-12.5Hz
增益频率cd063=50.0Hz
3.4闭环调试步骤与方法
·首先，将变频器设在开环运行模式，检测压力传感变送器反馈信号是否正常;
·根据传感变送器的P-I特性和变频器的F-I特性求出反馈量的偏置频率cd062和增益频率cd063;
·根据外部压力设定器的P-V特性和变频器的F-V特性，求出设定值的偏置频率cd054和增益频率cd055;
·设置负载电机可驱动的最高频率cd007和最低频率cd008，本系统中设置cd007=50Hz，cd008=15Hz;
·设置cd071=3为内置PID控制模式;
·增加cd122单元的比例增益直至系统开始振荡，然后取振荡时的增益的1/2来设定;
·增加cd123单元的积分增益直至系统开始振荡，然后取振荡时的增益的1/2来设定;
·微分增益在以压力、流量为对象的控制系统中，由于滞后不大，一般设置为0;
·滤波时间常数cd125单元的值根据实际情况来调整，以消除信号传输过程中的干扰。
4故障处理
4.1变频器故障
无论是从冗余设计原则还是从系统实际应用环境考虑，在变频器发生故障时都要求不间断供水。
在本系统中，当变频器突然发生故障，变频自动运行系统自动停水并报警，然后2#泵进入工频运行，当然工频运行时，管网压力不能自动控制，只能作为短时应急工作方式。
4.2水位检测故障
水池的水位信号采用浮子式液位控制器检测，为防止液位控制器失灵，对水池低水位采用双下限两路触点控制，当第一个水位下限触点故障时，变频器系统设有正常停机，待水位达到第二个下限(比第一下限水位略低)，系统发出报警信号，同时停止2#变频泵，启动1#工频泵。
5结束语
在供水系统中采用变频调速运行方式，可根据用户实际用水量的变化自动调节水泵电机的转速，保持压力稳定，实现恒压供水，并且能节约能源，延长设备使用寿命，减轻工人劳动强度。
三垦通用变频器SAMCO-vm05型及SAMCO-i型为用户提供的PID控制功能，其硬件输入端子设置灵活，适用于各种传感器。软件参数设置方便，且提供了反馈量的数字滤波功能，适合于温度、压力或流量为控制对象的闭环系统中。
目前，该系统已投入运行使用，性能稳定可靠，节能效果明显，具有一定的先进性。
参考文献
[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].北京:机械出版社,1997.
