计算机控制技术课程设计（论文）：发电厂凝结泵流量监控系统_精品.doc

计算机控制技术课程设计（论文）：发电厂凝结泵流量监控系统 计算机控制技术 课程设计(论文) 题目: 发电厂凝结泵流量监控系统 院(系): 电气工程学院 专业班级: 自动化072 学 号: 学生姓名: 指导教师:(签字) 起止时间: 2013.8.5-2013.10.9 课程设计(论文)任务及评语 院(系):电气工程学院 教研室: 自动化 学 号 学生姓名 专业班级 自动化072 课程设计(论文)题目 发电厂凝结泵流量监控系统 课程设计(论文)任务 本课程设计要求以发电厂凝结泵流量大小作为被控对象,采用8位单片机作为计算机控制核心,通过输出管道上的电动阀门执行机构实现流量大小的控制,具体设计内容包含: (1)凝结泵电机为6KV/1000KW,输出管道直径0.5米。 (2)流量对象模型为,其中,, (3)输入通道设计:包括流量传感器、变送器4-20mA、I/V变换0-5V、A/D转换。 (4)单片机最小工作系统设计,实现流量误差的PID调节算法。 (5)输出通道设计:D/A转换、电动阀门。 针对上述设计内容,要求绘制相应的控制原理框图、硬件电路图、软件流程图及PID部分算法程序,同时做相应实验研究,要求给定流量0.1m3/s。 进度计划 (1)布置任务,查阅资料,确定系统的组成(1天) (2)对系统功能进行分析(1天) (3)系统硬件电路设计(3天) (4)系统软件设计及实验研究(3天) (5)撰写、打印设计说明书(2天) 指导教师评语及成绩 平时: 论文质量: 答辩: 总成绩:指导教师签字: 年 月 日 注:成绩:平时20%论文质量60%答辩20% 以百分制计算 摘 要 本文介绍了一种数字PID 算法在液体流量变量控制系统中的应用方案,系统以51单片机AT89C51为核心,以比例电动阀为控制对象,采用数字PID 调节实现液体流速闭环控制。仿真结果表明采用数字PID 控制液体流速具有良好的动态、稳态性, 从而证明了这种设计的合理性和优越性。 本文介绍了运用数字PID 算法结合AT89C51单片机实现液体流量控制的方案,并运用Matlab 软件进行了仿真,证明了系统的可行性。数字PID 算法调整控制参数较之硬件PID 控制器操作简便,系统设置灵活。该控制系统可应用于工业、农业等领域的液体流量控制中,也可用于液压系统的电动阀控制。 本课程设计以发电厂凝结泵流量大小作为被控对象,采用AT89C51单片机作为计算机控制核心,通过输出管道上的电动阀门执行机构实现流量大小的控制。 关键词:流量;AT89C51;PID;Matlab 目 录 第1章 绪论 1 第2章 课程设计的方案 2 2.1 概述 2 2.2 系统组成总体结构 2 第3章 硬件设计 3 3.1 单片机最小系统设计 3 3.2 输入通道的设计 4 3.2.1 流量检测计 4 3.2.2 A/D转换电路 5 3.3 输出通道的设计 6 3.3.1 D/A转换电路 6 3.3.2 执行机构 6 第4章 软件设计 7 4.1 系统的总体流程图 7 4.2 数字PID算法设计 7 4.3 数字PID控制程序 9 第5章 系统测试与分析/实验数据及分析 11 第6章 课程设计总结 13 参考文献 14 绪论 液体流量控制通常采用电动阀实现,近年来,电动阀的结构和控制方式发生了很大的变化,随着计算机进入控制领域,以及新型的电力电子功率元器件的不断出现,使采用全控制的开关功率元件进行脉宽调制pulse width modulation ,简称PWM控制方式得到了广泛的应用。这种控制方式很容易在单片机中实现,从而为电动阀的控制数字化提供了契机。 将偏差的比例proportion、积分integral、微分differential通过线性组合构成控制量,用这一控制量对被控对象进行控制,这样的控制器称PID 控制器。PID 控制器最早出现在模拟控制系统中,传统的模拟PID 控制器是通过硬件电子元件、气动和液压元件来实现它的功能。随着计算机的出现,把它移植到计算机控制系统中来,将原来的硬