《工業(yè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)與控制》設(shè)計(jì)題

1、《工業(yè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)與控制》綜合設(shè)計(jì)題題目：在某工業(yè)系統(tǒng)中，需要一個(gè)由計(jì)算機(jī)精確控制的施力裝置，用來(lái)對(duì)某系統(tǒng)進(jìn)行力加載試驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能夠精確控制輸出力為180公斤的工業(yè)控制系統(tǒng)。請(qǐng)結(jié)合本門(mén)課所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)上述控制系統(tǒng)。附錄:傳感器型號(hào)為XYL1，指標(biāo)如下：量程：0～200kg工作電壓為10V，輸出為0~20mV傳感器是線(xiàn)性的電壓力轉(zhuǎn)換器：輸入0~10V，輸出0~200kg，滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系。具體要求:畫(huà)出系統(tǒng)組成框圖，并注明各個(gè)環(huán)節(jié)的輸入和輸出

2、信號(hào)的形式；（30分）簡(jiǎn)單描述系統(tǒng)的工作原理或過(guò)程；（15）列出系統(tǒng)及調(diào)試所用的儀器設(shè)備和主要器件；（10）畫(huà)出軟件流程框圖；(15)改寫(xiě)CONTOL_D.C程序，實(shí)現(xiàn)控制；（將本課程所用采集卡的位數(shù)改為10位，選用13路AD采集通道，2路DA控制輸出通道）。（30）【注意事項(xiàng)】將作業(yè)完成在A(yíng)4紙上，手寫(xiě)或者打印均可，請(qǐng)裝訂后上交，封面寫(xiě)明學(xué)院、班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名，作業(yè)名稱(chēng)；請(qǐng)各班學(xué)委收齊于結(jié)課后兩周內(nèi)交給各任課教師；請(qǐng)勿相互抄襲，否則計(jì)

3、0分。偏差信號(hào)偏差信號(hào)e數(shù)字量數(shù)字量期望量期望量r數(shù)字量數(shù)字量被控量被控量F模擬量模擬量控制信號(hào)控制信號(hào)u數(shù)字量數(shù)字量反饋信號(hào)反饋信號(hào)y數(shù)字量數(shù)字量輸出信號(hào)輸出信號(hào)aa模擬量模擬量中間信號(hào)中間信號(hào)bb模擬量模擬量二、工作原理和工作過(guò)程二、工作原理和工作過(guò)程1)要利用到電壓力轉(zhuǎn)換器將9V的電壓轉(zhuǎn)換為180kg的力，令期望量r的為（E64)H，即可最終得到180kg的力。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中可以采用閉環(huán)PID控制方式，先由期望量與實(shí)際的反饋信號(hào)相減

4、的到偏差信號(hào)，偏差信號(hào)經(jīng)工控機(jī)計(jì)算處理后得到控制信號(hào)。在合適的PID參數(shù)下，由控制信號(hào)可以快速輸出180kg的力。2)工控機(jī)部分，主要進(jìn)行PID控制，令期望量r為9V對(duì)應(yīng)的數(shù)字量(E64)H，與即時(shí)的反饋信號(hào)y相減得到偏差信號(hào)e，對(duì)e進(jìn)行比例運(yùn)算，積分運(yùn)算和微分運(yùn)算并相加得到控制信號(hào)u。該部分所以信號(hào)均為數(shù)字量。在實(shí)際運(yùn)行中，PID控制中的三個(gè)系數(shù)需要不斷進(jìn)行調(diào)試才可以得到很快的轉(zhuǎn)換速度。3)采集卡部分，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換。在工控機(jī)

5、部分中，均使用數(shù)字量信號(hào)；在其他電路中，使用模擬量信號(hào)。采集卡部分對(duì)兩個(gè)部分進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換。4)其他電路為傳感器和電壓力轉(zhuǎn)換部分。傳感器部分對(duì)力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，首先通過(guò)傳感器將0~200kg轉(zhuǎn)換為0~20mV范圍的電壓，再通過(guò)放大器將0~20mV放大至0~10V之間。電壓力轉(zhuǎn)換部分，將0~10V的電壓值轉(zhuǎn)換為0~200kg的力。三、主要器件和儀器設(shè)備三、主要器件和儀器設(shè)備示波器端子板放大器采集控制卡直流穩(wěn)壓電源電壓力轉(zhuǎn)換器工業(yè)控制計(jì)算機(jī)傳感