重力加速度式波浪浮标检定系统研究
发布时间：2021-06-17 10:28
重力加速度式波浪浮标检定系统带动被检浮标或加速度计作正弦或圆周运动，模拟海洋环境中波浪浮标的运动，通过对浮标输出数据进行处理并与设定值比较，实现浮标校验和调整的目的。论文介绍了重力加速度式波浪浮标检定系统的国内外发展现状，说明了研究目的及意义。通过对现有系统工作过程的分析，改进了桁架的部分机械结构，并提出了一种新的系统控制的总体方案。通过功能界定把整个检定系统分成三部分，分别为浮标托盘位置调整单元、桁架转动周期控制单元和数据测量单元。浮标托盘位置调整单元主要对蓝牙串口通信和超声波电路的硬件以及通信流程进行了设计；桁架转动周期控制单元结合PLC和变频器，引入PID反馈实现了桁架转动周期的稳定控制；数据测量单元为实现模拟波高和间隔时间采集的传输，设计了光电耦合电路和串口转换电路，并给出了软件设计思路；上位PC机作为整个系统的中枢完成控制命令设置和接收处理采集数据的目的。最后对蓝牙无线传输硬件进行了调试；探讨了模糊PID智能算法，并结合变频器和交流电机数学模型，针对所选变频器和电机的具体参数进行了Simulink仿真，对比结果显示模糊PID比常规PID有更好的控制效果，为将来更好地实现该系统...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1-1 课题的由来
§1-2 课题研究的目的和意义
§1-3 国内外的研究现状及发展趋势
§1-4 课题研究的主要内容及主要工作
第二章 检定系统改进和总体方案
§2-1 桁架机械结构和电气的改进
2-1-1 桁架机械结构的改进
2-1-2 桁架电气结构的改进
§2-2 系统工作总体方案
第三章 系统硬件设计
§3-1 浮标托盘位置调整单元设计
3-1-1 蓝牙无线串行通信
3-1-2 超声波发射电路与接收电路
3-1-3 位移调整的误差分析和溯源性考虑
§3-2 桁架转动周期控制单元设计
3-2-1 变频调速原理
3-2-2 PLC 及 D/A 模块的选择
3-2-3 变频器的选择和设置
3-2-4 光电编码器的选择
§3-3 数据测量单元设计
3-3-1 单片机最小系统
3-3-2 光耦电路的设计
3-3-3 串口转换电路
§3-4 本章小结
第四章 系统软件设计
§4-1 浮标托盘位置调整单元串口通信软件设计
§4-2 桁架转动周期控制单元软件设计
4-2-1 上位机 PC 与 PLC 的通信
4-2-2 桁架周期控制主程序设计
§4-3 桁架数据测量单元软件设计
4-3-1 Keil Vision4 IDE 软件开发流程
4-3-2 数据测量程序设计
§4-4 上位机 VB 软件设计
4-4-1 VB 设计中应用的控件
4-4-2 测量数据之间的关系
4-4-3 上位机控制界面的设计
4-4-4 上位机数据处理的设计
§4-5 本章小结
第五章 系统调试仿真及结果分析
§5-1 蓝牙设备无线工作调试
§5-2 变频调速系统的 Simulink 仿真
5-2-1 变频器数学模型
5-2-2 三相异步电动机数学模型
5-2-3 模糊 PID 模型的建立
5-2-4 模糊 PID 变频调速系统仿真
§5-3 周期控制误差分析
§5-4 本章小结
第六章 结论与展望
§6-1 结论
§6-2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的相关科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]SZF型波浪浮标中波高数字化检测系统设计[J]. 屠长涛,唐原广. 计算机技术与发展. 2011(06)
[2]论PLC控制技术的发展[J]. 张斯珩,陈悦明,邹言云. 民营科技. 2011(02)
[3]PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用[J]. 赵静. 数字技术与应用. 2010(06)
[4]模糊自适应PID控制器及Simulink仿真实现[J]. 杨益兴,崔大连,周爱军. 舰船电子工程. 2010(04)
[5]光电编码器的原理与应用[J]. 姜义. 机床电器. 2010(02)
[6]可编程序控制器PLC现状及发展趋势[J]. 王广野. 国内外机电一体化技术. 2009(02)
[7]基于VB的PLC与PC机串行通信的实现[J]. 王贺艳. 福建电脑. 2009(02)
[8]基于Matlab的模糊PID控制器的设计和仿真[J]. 赵永娟,孙华东. 微计算机信息. 2009(01)
[9]PLC响应延时分析[J]. 丘志敏. 韶关学院学报. 2008(06)
[10]PLC技术综述[J]. 吕卫阳. 自动化博览. 2008(S1)
硕士论文
[1]胜利发电厂翻车机系统PLC控制程序优化[D]. 杨丽丽.中国石油大学 2011
[2]基于PLC的磨线机和剥线机控制系统的设计与实现[D]. 刘建.广西师范大学 2008
[3]螺丝桩钻机自动送钻同步性能的研究[D]. 刘平勋.河北工业大学 2007
[4]玩具易燃性测试仪的研制[D]. 江华生.南昌大学 2007
[5]双电机驱动旋转机械同步控制的研究[D]. 迟艳.东北大学 2005
[6]高精度实时超声测距技术研究[D]. 隋卫平.国防科学技术大学 2003
本文编号：3235021
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1-1 课题的由来
§1-2 课题研究的目的和意义
§1-3 国内外的研究现状及发展趋势
§1-4 课题研究的主要内容及主要工作
第二章 检定系统改进和总体方案
§2-1 桁架机械结构和电气的改进
2-1-1 桁架机械结构的改进
2-1-2 桁架电气结构的改进
§2-2 系统工作总体方案
第三章 系统硬件设计
§3-1 浮标托盘位置调整单元设计
3-1-1 蓝牙无线串行通信
3-1-2 超声波发射电路与接收电路
3-1-3 位移调整的误差分析和溯源性考虑
§3-2 桁架转动周期控制单元设计
3-2-1 变频调速原理
3-2-2 PLC 及 D/A 模块的选择
3-2-3 变频器的选择和设置
3-2-4 光电编码器的选择
§3-3 数据测量单元设计
3-3-1 单片机最小系统
3-3-2 光耦电路的设计
3-3-3 串口转换电路
§3-4 本章小结
第四章 系统软件设计
§4-1 浮标托盘位置调整单元串口通信软件设计
§4-2 桁架转动周期控制单元软件设计
4-2-1 上位机 PC 与 PLC 的通信
4-2-2 桁架周期控制主程序设计
§4-3 桁架数据测量单元软件设计
4-3-1 Keil Vision4 IDE 软件开发流程
4-3-2 数据测量程序设计
§4-4 上位机 VB 软件设计
4-4-1 VB 设计中应用的控件
4-4-2 测量数据之间的关系
4-4-3 上位机控制界面的设计
4-4-4 上位机数据处理的设计
§4-5 本章小结
第五章 系统调试仿真及结果分析
§5-1 蓝牙设备无线工作调试
§5-2 变频调速系统的 Simulink 仿真
5-2-1 变频器数学模型
5-2-2 三相异步电动机数学模型
5-2-3 模糊 PID 模型的建立
5-2-4 模糊 PID 变频调速系统仿真
§5-3 周期控制误差分析
§5-4 本章小结
第六章 结论与展望
§6-1 结论
§6-2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的相关科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]SZF型波浪浮标中波高数字化检测系统设计[J]. 屠长涛,唐原广. 计算机技术与发展. 2011(06)
[2]论PLC控制技术的发展[J]. 张斯珩,陈悦明,邹言云. 民营科技. 2011(02)
[3]PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用[J]. 赵静. 数字技术与应用. 2010(06)
[4]模糊自适应PID控制器及Simulink仿真实现[J]. 杨益兴,崔大连,周爱军. 舰船电子工程. 2010(04)
[5]光电编码器的原理与应用[J]. 姜义. 机床电器. 2010(02)
[6]可编程序控制器PLC现状及发展趋势[J]. 王广野. 国内外机电一体化技术. 2009(02)
[7]基于VB的PLC与PC机串行通信的实现[J]. 王贺艳. 福建电脑. 2009(02)
[8]基于Matlab的模糊PID控制器的设计和仿真[J]. 赵永娟,孙华东. 微计算机信息. 2009(01)
[9]PLC响应延时分析[J]. 丘志敏. 韶关学院学报. 2008(06)
[10]PLC技术综述[J]. 吕卫阳. 自动化博览. 2008(S1)
硕士论文
[1]胜利发电厂翻车机系统PLC控制程序优化[D]. 杨丽丽.中国石油大学 2011
[2]基于PLC的磨线机和剥线机控制系统的设计与实现[D]. 刘建.广西师范大学 2008
[3]螺丝桩钻机自动送钻同步性能的研究[D]. 刘平勋.河北工业大学 2007
[4]玩具易燃性测试仪的研制[D]. 江华生.南昌大学 2007
[5]双电机驱动旋转机械同步控制的研究[D]. 迟艳.东北大学 2005
[6]高精度实时超声测距技术研究[D]. 隋卫平.国防科学技术大学 2003
本文编号：3235021
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3235021.html
