如何设计一控制系统.pptVIP

] * * * * * 如何设计一个控制系统 例1. a.温度——人工控制 Actuator 控制目标： 炉子的温度恒定在期望的数值上(desirable value)。 Detecting Actual value Desired value b.温度—— 自动控制 Plant Actuator Controller Desired value Actual value Sensor for detecting Plant Actuator Controller Actual value 控制系统的实物组成 控制装置 controller 传感器 sensor 执行机构 actuator 控制对象及控制过程 Plant or process 上位监控系统 Monitoring system (Surveillance system) 控制理论 Theory of Control (Cybernetics) 控制装置 Instrument for control 自动化系统 Automatic System 《控制装置及仪表》-PLC、DCS、FCS 单片机、FPGA、ARM 《传感技术及原理》-温度、压力、流量、 位置、光电、成份等 《过程控制工程》 《电机拖动与运动控制》 《自动控制原理》 （经典、现代） 设计方法及步骤 从工程设计的角度看： 分析被控对象并提出控制要求（竞赛题中已给出） 系统设计与设备选型 I/O赋值（分配输入输出） 设计控制原理图 编制程序及程序写入控制系统 （单片机/PLC/FPGA/ARM） 编辑调试修改程序 监视运行情况 调整控制参数及控制策略 自顶向下的设计 要有系统的概念 分析被控对象并提出控制要求 运动控制 （电机，继电器，变频器——位移，速度，起停及一些机械逻辑运动过程） 过程控制 （阀门，泵——水位、温度、成分、流量等一些过程模拟量） 分析被控对象并提出控制要求 运动控制 ：自动往返小车（2001），简易智能电动车（2003） 电动车与跷跷板平衡控制(2007)，电动车与音频导航控制(2009) 过程控制 ：水温控制系统（1997） 综合：液体点滴速度监控装置（2003） 如何选择控制方案？ 如何选择执行机构？ 如何选择传感器？ 如何选择控制器？ 直流电机转速控制（驱动环节） Ｈ桥驱动电路 实际使用的时候，用分立元件制作H桥是很麻烦，现在市面上有很多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。 速度与位置传感器（检测环节） １．霍尔传感器 速度与位置传感器（检测环节） ２．金属传感器：电容式电感式接近开关 速度与位置传感器（检测环节） ３．温度传感器：热电偶、热电阻、半导体热敏元件 速度与位置传感器（检测环节） ４．光电传感器：反射式、对射式、聚焦式 速度与位置传感器（检测环节） ５．超声波传感器 控制器算法（PID） 控制器算法（PID） 控制器算法（PID） * * * * *