本站所列毕业设计(论文)资料均属于原创者所有,初衷是为大家在毕业设计(论文)过程中参考和学习交流之用。

毕业设计我帮你

基于PID的乒乓球吹浮位置控制系统的设计与实现

基于PID的乒乓球吹浮位置控制系统的设计与实现

本套系统设计思想是以应用为原则,依托实训载体,让学生了解自动控制系统及PID控制核心思想,提高高职学生系统集成能力和综合技术应用能力,经过相关的文献查询和分析总结

如需购买请QQ扫描右边二维码或者加QQ 3449649974 咨询 毕业设计(论文)代做请加QQ 3139476774

无图片信息!

详细描述

基于PID的乒乓球吹浮位置控制系统的设计与实现
一、选题简介、意义
基于PID的位置控制实训装置设计与实现课题来自企业,是我校对企业开展的技术服务。基于PID的位置控制实训装置以PLC为控制器,采用玻筒内吹浮乒乓球做PID控制载体,利用HMI设备显示乒乓球位置变化暂态过程。与基于PID的温度、液位调节控制实训装置相比,基于PID的位置控制实训装置—玻筒吹浮乒乓球位置控制实训装置系统的惯性环节较小,参数易于调节,调节周期较短,响应速度灵敏。实训装置制作成本较低,实训准备耗时较短,故障率较低,易于维修。基于PID的位置控制系统将自动化控制技术、信息化软件技术与集成技术有机的结合在一起,是“信息化”与“自动化”的深度融合。
基于PID的位置控制系统涵盖了软件技术、电气控制技术、通信技术、传感器检测技术等智能工业领域的主流技术。该课题是电气自动化专业的典型实践工程应用案例,课题设计与实现具有重要意义。
二、课题综述(课题研究,主要研究的内容,要解决的问题,预期目标,研究步骤、方法及措施等)
该毕业设计课题是结合学校与企业技术服务项目中的一部分,主要解决乒乓球位置的可调性与悬浮的稳定性和精确性。
首先熟悉毕业设计任务书的内容和要求,接着根据设计要求,查阅相关的文献、资料,完成实训平台的总体规划与方案设计,然后完成电气自动化控制系统原理设计、硬件接线设计、自动化控制系统接线安装、系统软件程序设计及HMI画面设计,最后进行系统联调。
该系统课题主要涉及到激光测距仪的研究与使用、乒乓球运动闭环控制系统的设计、PLC程序的编写、PID参数的设置和HMI画面制作以及系统联调。
本次毕业设计主要研究的内容:
1. 激光测距仪的研究与使用;
2. 工业以太网通信网络的组建;
   3.  玻筒内吹浮乒乓球闭环控制系统的设计;
4.  PLC程序的编写;
5.  HMI画面制作与变量连接;
6.  PID参数设置与调试;
7.  系统联调。

摘要:设计了一种基于PID的乒乓球吹浮位置控制实训装置,该系统选用西门子S7-300 PLC、西门子多功能面板、XUE5AANM12激光测距仪、PWM板等器件,设计了玻筒内吹浮乒乓球位置闭环控制系统,使得乒乓球的位置可调并且能够稳定停留在设定值位置处,依托HMI可视化界面,实现了对乒乓球位置变化暂态过程的监控。该系统可以观察曲线的实时变化情况,可以查看乒乓球运动的历史数据,可以修改P、I、D参数,方便学习者研究各种参数对系统的影响。实验运行表明:该系统具有惯性环节小、调节周期短、响应灵敏、运行可靠、故障率低、易于维修等特点,非常适合大学生学习PID系统。                             
关键词: 乒乓球悬浮;PID;HMI; 激光测距
 
Design and implementation of control training device based on the PID table tennis blowing upright position
Abstract: The design of a table tennis blowing, floating position based on PID control training device, the system selected Siemens S7-300 PLC, Siemens multifunction panel, XUE5AANM12 laser rangefinder, PWM boards and other devices designed to blow glass barrel floating Table tennis position closed-loop control system, so that the position of the adjustable table tennis and can be stabilized at the set value of the position, relying on the HMI visual interface to achieve a position of table tennis transient change process monitoring. The system can be observed in real-time changes in the curve, you can view the historical data of table tennis, you can modify the P, I, D parameters, to facilitate learners to study various parameters on the system. Experiments run show: the system has inertia, the adjustment period is short, responsive, reliable, low failure rate, easy maintenance features, is ideal for college students to learn PID system.
Keywords: table tennis suspension; PID; HMI; Laser Ranging

目 录
第一章  绪论 2
1.1课题的背景及意义 2
1.2国内外研究现状 2
1.3 PID 控制技术特点 3
1.4课题研究的内容 4
第二章  系统总体方案设计 5
2.1控制方案设计 5
2.2 HMI界面设计 7
第三章  系统硬件设计 8
3.1控制器选择 8
3.2 HMI选型 8
3.3激光测距仪选型及参数设置 9
3.4 PWM脉宽调制 12
第四章  软件设计 15
4.1 项目硬件组态 15
4.2主程序设计 17
4.3 HMI程序设计 23
第五章 系统调试 27
5.1实验平台搭建 27
5.2 开环控制系统调试 27
5.3 闭环控制系统调试 28
5.4系统测试结果 33
第六章  总结与展望 34
小结 35
参 考 文 献 37
附录一 系统电路原理图 38
附录二 FB41功能块参数 39
附录三 系统程序 44
附录四 P整定曲线变化趋势图 49
附录五 实物图 68

参 考 文 献
[1]PID控制_百度百科.http://baike.baidu.com/link?url=o0oaPl9fl8mDpKKhO63IwSw
DZJhTBVKt5AXcgV2nAqQt1_JSvg6BPnMmr-7jH2VH
[2]SIMATIC Manager手册,西门子有限公司.
[3] 向晓汉.S7-300/400 PLC基础与案例精选[M].北京:机械工业出版社,2011.1
[4] 石学勇.S7-300 PLC控制系统的构成与调试[M].北京:化学工业出版社,2012.8
[5] 朱文杰.S7-300/400 PLC编程设计与案例分析[M].北京:机械工业出版社,2010.1
[6] 刘建昌.S7-300/400 PLC工业网络通信技术指南[M].北京:机械工业出版社,2009.5
[7] 周志敏,纪爱华.西门子PLC通信网络解决方案及工程应用实例[M].北京:机械工业出版社,2014.5
[8] 阳胜峰,吴志敏.西门子PLC与变频器触摸屏综合应用教程[M].北京:中国电力出版社,2013.5
[9]沈明新.西门子工业控制设备工程应用技能实训教程[M].沈阳:东北大学出版社,2012.5
[10]席巍.人机界面组态与应用技术[M].北京:机械工业出版社,2010.4
[11]廖常初.西门子工业通信网络组态编程与故障诊断[M].北京:机械工业出版社,2009.10
[12]孙立志.PWM与数字化电动机控制技术应用[M].北京:中国电力出版社,2008.1
 
收缩