自动化课程设计报告
1、概述
1.1 自动掌握概况
工业掌握自动化技术是一种运用掌握理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、掌握、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部份。
我国工业掌握自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开辟和应用。目前我国工业掌握自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业掌握自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
1.2 以工业 PC 为基础的低成本工业掌握自动化将成为主流
工业掌握自动化主要包含三个层次，从下往上挨次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统
的自动化系统，基础自动化部份基本被 PLC 和 DCS 所垄断，过程自动
化和管理自动化部份主要是由各种进口的过程计算机或者小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。
由于基于 PC 的掌握器被证明可以像 PLC 一样牢靠，并且作和维
护人员接受，所以，一个接一个的创造商至少在部份生产中正在采用PC 掌握方案。基于 PC 的掌握系统易于安装和运用，有高级的诊断功
能，为系统集成商提供了更敏捷的选择，从长远角度看， PC 掌握系统
维护成本低。由于可编程掌握器〔PLC〕受 PC 掌握的威逼最大，所以PLC 供应商对 PC 的`应用感到很耽心。事实上，他们现在也加入到了
PC 掌握“浪潮”中。
2、PLC 在向微型化、网络化、 PC 化和开放性方向发展
长期以来， PLC 始终处于工业掌握自动化领域的主战场，为各
式各样的自动化掌握设备提供特殊牢靠的掌握方案，与 DCS 和工业 PC
形成为了三足鼎立之势。同时， PLC 也承受着来自其他技术产品的冲击，特别是工业 PC 所带来的冲击。
微型化、网络化、 PC 化和开放性是 PLC 将来发展的主要方向。
在基于 PLC 自动化的早期， PLC 体积大而且价格昂贵。但在最近几年，
微型 PLC〔小于 32 I/O〕已经涌现，价格惟独几百欧元。随着软 PLC〔Soft PLC〕掌握组态软件的进一步完善和发展，安装有软 PLC 组态软件和
PC-based 掌握的市场份额将逐步得到增长。
3 、面对测控管一体化设计的 DCS 系统
依据中国仪器仪表行业协会发布的调查数据显示， 2022 年我国DCS 市场状况如下：小型化、多样化、 PC 化和开放性是将来 DCS 发展的
主要方向。目前小型 DCS 所占有的市场，已逐步与 PLC、工业 PC、FCS 共享。今后小型 DCS 可能首先与这三种系统融合，而且“软DCS”技术
将首先在小型 DCS 中得到发展。 PC-based 掌握将更加广泛地应用于中
小规模的过程掌握，各 DCS 厂商也将纷纷推出基于工业 PC 的小型 DCS 系统。开放性的 DCS 系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流淌，实现信息技术与掌握技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。
4、掌握系统正在向现场总线〔FCS〕
方向发展依据 IEC61158 的定义，现场总线是安装在创造或者过程区域的现场装置与掌握室内的自动掌握装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信技能，提高了信号的测量、传输和掌握精度，提高了系统与设备的功能、性能。
计算机掌握系统的发展在经受了基地式气动仪表掌握系统、电动单元组合式摹拟仪表掌握系统、集中式数字掌握系统以及集散掌握系统〔DCS〕后，将朝着现场总线掌握系统〔FCS〕的方向发展。虽然以现场总线为基础的 FCS 发展很快，但 FCS 发展还有许多工作要做，
如统一标准、仪表智能化等。此外，传统掌握系统的维护和改造还需
要 DCS，因此 FCS 彻底取代传统的 DCS 还需要一个较长的过程，同时 DCS
本身也在不断的发展与完善。可以确定的是，结合 DCS、工业以太网、先进掌握等新技术的 FCS 将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种敏捷、方便、牢靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在掌握领域中占有更加重要的地位。
5、仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向进展
计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合，产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种基于无线技术
的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路径直在网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够在工厂环境下，为各种智能现场设备、挪移机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和敏捷的网络拓扑结构，在一些非常环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业掌握网络的通信性能。
自动化课程设计报告(doc 38页)
东北大学自动化专业 课程设计报告 设计题目：位置和转速双闭环控制系统设计 班级：自动化140X班 学号：2014XXXX 姓名：XXX 指导教师：闫士杰钱晓龙 设计时间：2017年6月19日~2011年7月7日 目录 1.引言 (2) 课题的背景 (2) 课题的内容（三道题） (2) 课题的意义 (3) 课设的主要任务 (4) 课设的具体安排 (4) 2正文 (4) 仪器与设备 (4) ................................................... 错误!未定义书签。................................................... 错误!未定义书签。................................................... 错误!未定义书签。实验原理. (7) ................................................... 错误!未定义书签。................................................... 错误!未定义书签。................................................... 错误!未定义书签。EB8000人机界面使用原理................................................................. 错误!未定义书签。解题思路与方案程序.. (10) ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。........................................................................................................................... 错误!未定义书签。........................................................................................................................... 错误!未定义书签。实验效果的观测与分析 (13) ................................................... 错误!未定义书签。
自动化专业概论课程设计
自动化专业概论课程设计 一、绪论 自动化技术是在计算机技术、电气工程、机械工程、控制理论等多个领域相互 交叉的基础上形成的一门综合性技术。随着机器人、工业自动化、智能化控制等领域的迅速发展，各行各业都迫切需要掌握自动化技术来提高生产效率和质量。因此，本课程设计旨在让学生通过实践操作，了解自动化技术的应用，培养学生运用自动化技术解决实际问题的能力。 二、实验内容 本课程设计共包含三个实验项目。 实验一：PLC控制器的基础应用 实验目的：学习PLC控制器的基础应用，能够编写简单的PLC程序并实现控制。 实验内容： 1.搭建PLC控制系统； 2.学习使用PLC编程软件，编写简单程序； 3.验证程序的正确性，实现控制。 实验二：单片机编程基础 实验目的：掌握单片机编程基础，能够控制简单的外设。 实验内容： 1.学习单片机的基础知识，掌握单片机的编程语言； 2.搭建单片机实验平台，连接外设； 3.编写程序，控制外设工作。
实验三：自动化生产线控制系统设计 实验目的：通过实例掌握自动化技术在生产线中的应用，能够设计控制系统。实验内容： 1.设计一个简单的自动化生产线； 2.确定各个部分的功能需求； 3.选择适合的传感器、执行器等装置； 4.编写PLC程序，实现自动化控制。 三、实验流程 实验一：PLC控制器的基础应用 1.搭建PLC控制系统； 2.学习使用PLC编程软件，按照要求编写简单PLC程序； 3.将程序下载到PLC； 4.实验验证。 实验二：单片机编程基础 1.学习单片机的基础知识，确定实验装置； 2.学习单片机编程语言，写出程序代码； 3.编译程序，下载到单片机； 4.调试程序，控制外设工作。 实验三：自动化生产线控制系统设计 1.设计自动化生产线，确定部分功能需求，选择传感器与执行器； 2.学习PLC编程知识，根据需求编写程序； 3.下载程序到PLC； 4.模拟自动化生产线的工作流程，测试PLC程序的正确性。
自动化专业课程设计模版
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学 本科课程设计报告 设计题目： 学院名称： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 填表时间：年月 重庆邮电大学
摘 。
第一章 前言 ............................................................. 1 第一节 概述 ............................................................. 1 第二节 设计题目 .......................................................... 1 一、设计题目 二、任务分工 第二章 总体方案设计 ..................................................... 3 第三章 个人设计工作 ..................................................... 4 设计总结 ................................................................. 5 参考文献 ................................................................. 6 附 录 . (7)
第一章 前言 第一节 概述 本模板用于自动化专业“计算机控制技术”、“自动检测系统设计”、自动化综合设计等设计报告的撰写，文中标红内容是对报告格式或内容的相关规定，除各章节标题外，其它文字仅作示例内容。 第二节 一、设计题目 GSM 移动通信系统是完全依照ETSI 制定的GSM 规范研制而成，任何GSM 数字蜂窝移动通信系统都必须符合GSM 技术规范。GSM 系统是一种典型的开放式结构，它具有一下主要特点： GSM 系 系统可以与 各种公用通信网实现互连互通； ② GSM 系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务，ISDN 相关的各种业务；…………
自动化专业课程设计
1.课程设计目的 随着科学技术的发展，现代过程工业规模加大，复杂程度变高，对产品的质量要求更加严格，以及相应的系统安全问题，管理与控制一体化问题等，越来越突出，因此想要满足这些要求，解决这些问题，是不能仅仅只依靠简单的控制系统的，故引入更为复杂、更为先进的控制系统是十分必要的。由于采用复杂控制系统的装置或对象都是工厂中的重要装置或关键岗位，因此需要予以特别的重视。串级控制系统是所有复杂控制系统中应用最多的一种，当要求被控变量的误差范围很小，简单控制系统不能满足要求时，可考虑采用串级控制系统。 组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用；能实现实时现场监控，能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表；它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。 应用组态技术，是现代工业控制的必然趋势。本课题的意义在于对组态王软件的学习和应用组态王软件进行开发设计，尤其是对串级控制系统的开发设计。学会应用组态王软件开发串级压力监控系统：设计监控界面，设定参数变量，进行动画连接，实现历史曲线、实时曲线的显示与监控等。 2.课程设计题目描述和要求 2.1课程设计主要内容： （1）理解DCS控制系统与组态软件 （2）理解组态软件的功能及其结构 （3）收集国内外常用工业组态软件的资料 （4）着重学习并应用“组态王”工业组态软件 （5）设计反应车间的计算机监控系统 （6）撰写课程设计报告 2.2设计需要实现功能 （1）总貌流程图实时动态显示
自动化综合课程设计开题报告
自动化综合课程设计开题报告 一、引言 自动化技术作为现代工业领域的关键技术之一，在各个行业中发挥着重要的作用。随着科技的不断进步，自动化技术的应用变得更加广泛和复杂。为此，开展一门综合课程设计来深入研究自动化技术的原理、方法和应用就显得尤为重要和必要。本文将详细探讨自动化综合课程设计的开题报告，通过多层次、多级别的标题来展示任务的相关内容。 二、课程设计的背景和目标 2.1 背景 自动化技术的发展已经成为推动工业升级和社会进步的重要力量。现代工业生产越来越依赖于自动化系统，从传统的生产自动化到智能化、数字化的工业4.0，自动化技术不断演进。为了培养具备自动化技术应用能力的工程师和研究人员，有必要开设综合课程设计以提高学生的实践能力和创新思维。 2.2 目标 本次自动化综合课程设计的目标如下： 1.研究和掌握自动化技术的基本原理和方法； 2.进行工程实践，设计和实现一个自动化系统； 3.深入了解自动化技术在实际工业领域中的应用； 4.培养学生的团队协作和创新能力。 三、课程设计的内容和步骤 3.1 内容 本次自动化综合课程设计的内容主要包括以下几个方面：
1.系统调研和需求分析：对待自动化的系统进行调研，理解系统的需求和约束 条件； 2.系统设计和建模：根据需求分析，设计自动化系统的结构和算法，并进行系 统建模； 3.硬件选型和集成：选取合适的硬件设备，并将其集成到自动化系统中； 4.软件开发和编程：开发系统所需的控制软件和相关的编程工具； 5.系统仿真和验证：通过仿真和实验验证系统的性能和可行性； 6.总结和展示：总结课程设计的结果和经验，并展示系统的实际运行效果。 3.2 步骤 本次自动化综合课程设计将按照以下步骤进行： 1.确定课程设计的主题和范围； 2.进行系统调研，了解自动化系统的应用领域和需求； 3.进行需求分析，明确系统的功能和性能要求； 4.设计系统的结构和算法，并进行系统建模； 5.根据系统的设计要求，选取合适的硬件设备； 6.开发控制软件和相关的编程工具； 7.利用仿真软件对系统进行仿真，并进行实验验证； 8.总结课程设计的经验和教训，撰写课程设计报告。 四、预期结果和评价指标 4.1 预期结果 本次自动化综合课程设计的预期结果如下： 1.完成一个具有实际应用价值的自动化系统； 2.系统设计和建模的完整性和准确性； 3.硬件选型和集成的合理性和稳定性； 4.软件开发和编程的高效性和可靠性； 5.系统仿真和验证的性能和可行性； 6.课程设计报告的全面性和逻辑性。
电力系统自动化综合实训 课程设计报告
电力系统自动化综合实训课程设计说明书专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 2 0 指导教师：张立明蒲翠萍黄钺 自动控制与机械工程学院 ２０１3年1月
目录 第一部分电气线路安装调试技能训练 (3) 技能训练题目一: 三相异步电机可逆双重联锁控制 (3) 一.课题分析 (3) 二.设计电气原理图 (3) 三.设计电气安装接线图 (5) 四.设备清单 (5) 五.故障现象及故障分析 (6) 技能训练题目二: 星—三角降压启动控制 (6) 一.课题分析 (6) 二.设计电气原理图 (6) 三.设计电气安装接线图 (8) 四.设备清单 (9) 五.故障现象及故障分析 (9) 电气线路安装调试技能训练小结 (10) 一.电气原理图的绘制要求 (10) 二.电气接线图的绘制要求 (10) 三.电气安装、接线的工艺要求 (11) 四.实训接线发生的故障及排除办法 (12) 第二部分PLC电气控制系统设计 (12) 一.课题要求 (12) 二.课题分析 (13) 三.设计主电路 (15) 四.设计PLC的I/O分配表 (16) 五.设计PLC的I/O接线图 (16) 六.设计功能图 (17) 七.设计梯形图 (19) 八.系统指令表 (23) 九.小结 (25) 第三部分基础知识培训 (27) 一.电工基础知识 (27) 二.钳工基础知识 (27) 三.电气安全技术与文明生声及环境保护知识 (27) 四.质量管理知识及相关法律与法规知识 (27) 参考文献 (28)
第一部分电气线路安装调试技能训练 技能训练题目一: 三相异步电机可逆双重联锁控制 一.课题分析 反转电路只需要将电动机三相当中的任意两相接线方法对调，其他保持不变，就可实现电动机的反转。为了避免正反向同时工作引起电源相间短路，必须在这两个运行电路中加设互锁装置，保证同时只能有一个电路工作。按照电动机正反转操作顺序的不同，分“正—停——反”和“正—反—停”两种控制电路。 在实际应用中，为了提高工作效率，减少辅助工作时间，要求直接实现从正转到反转转换的控制，此控制方法电路简单，易于实现。使用此种控制方式要求电机功率相对比较小，且负荷较低，能迅速实现电动机的反转，否则电动机可能会因为过热而损坏。 星三角启动就是对电机的三相绕组在启动时和正常运转时施加的不同的电压，来降低电机启动时的冲击电流。在启动时对电机绕组施加的是星形接法的电源，就是将电源的三条火线分别与电机三个绕组的一个端点相连，将电机三个绕组的另一个端点同时与电源的零线相连，在这种接法下，电机每个绕组所承接的电压就是220V。由于施加的电压较低，所以启动时的电流会比较小点，减少了对电网的冲击，电机也比较容易启动。当电机启动基本正常后，它的工作电流与启动时相比会大幅减少，这时由控制电路通过时间继电器和接触器的转换，将电机三个绕组改成首尾相连，形成所谓三角形连接，并将三角形的每个“角”与电源的三条火线相连，这时电机绕组中所受到的电压变成了380V，电机就能满负荷工作 二.设计电气原理图 如图1-1所示，为三相异步电动机“正—反—停”控制电路电气原理图。 工作原理如下：当QF闭合，主电路及控制电路接通。电动机正转时，SB1闭合，电流从FU4进入，顺序通过FR、SB3、SB1、KM1线圈和FU5。KM1线圈得电，其触电闭合并且自保持，此时，电流由FU4进入，经FR、SB3、KM1、SB2、KM1线圈和FU5流出。主电路接通，电动机开始正转运行。当需要切换为反转运行时，按下SB2，由于正转支
自动化课程设计报告
自动化课程设计报告 自动化课程设计报告 1、概述 1.1 自动控制概况 工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。 我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 1.2以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流 工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。 由于基于PC的控制器被证明可以像PLC一样可靠，并且作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，PC控制系统维护成本低。由于可编程控制器（PLC）受PC控制的威胁最大，所以PLC供应商对PC的应用感到很不安。事实上，他们现在也加入到了PC控制“浪潮”中。 2、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展 长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其他技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。 微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC（小于32 I/O）
自动化仪表与过程控制第五版课程设计
自动化仪表与过程控制第五版课程设计 一、引言 自动化是现代工业生产中不可或缺的组成部分。它利用各种不同类型的器件、 传感器和计算机技术，实现自动化管理和监控生产过程。在工业领域，自动化设备的应用很广泛，特别是在生产工艺控制和监测方面。 本课程设计旨在帮助学生加深对自动化仪表与过程控制的理解，熟悉常见自动 化设备的原理、类型、使用和维护，通过实际的实验和编程练习，了解控制系统的应用。 二、课程设计目标 本课程设计的目标有以下几个方面： 1.理解自动化仪表的基本原理和组成结构，了解各种常见类型传感器和 仪表的使用和维护方法。 2.学习控制系统的设计和构建，了解各种控制器的基本原理和常见控制 方法。 3.掌握工业自动化过程控制的方法和策略，学会使用PLC和DCS等工控 系统设备进行过程控制。 4.能够熟练使用自动化软件，掌握PLC编程和HMI界面设计的基本方法。 5.能够独立完成自动化系统的设计与实现，对现代工业自动化有更深刻 的理解和认识。 三、课程设计内容 本课程设计的内容包括以下几个方面：
3.1 仪表原理和维护 1.仪表类型、特点、应用范围和功能分类。 2.传感器原理和常见类型，如压力传感器、温度传感器和流量传感器等。 3.信号调理电路设计和现场仪表校验。 4.仪表维护与保养。 3.2 控制系统设计 1.反馈控制原理和控制系统的组成结构。 2.控制器类型和控制方式，如PID控制、模糊控制和神经网络控制等。 3.控制系统参数调节和优化。 4.控制系统建模和仿真。 3.3 过程控制系统 1.工业过程控制系统的组成和分类，如PLC、DCS和SCADA等。 2.工业通讯协议和现场总线技术。 3.过程控制编程和HMI界面设计。 4.过程控制算法和策略。 3.4 实验设计与模拟 1.选取典型的自动化系统并进行分析和实验。 2.进行控制系统调试和参数调节优化。 3.进行HMI界面设计和PLC编程实现。 4.模拟和仿真控制系统，提高解决问题的能力。 3.5 综合设计项目 1.根据实际需求和工艺生产过程的特点，进行自动化系统的综合设计。 2.利用软件工具进行系统仿真和参数调节优化。 3.进行实际设备安装和调试。
重庆邮电大学自动化学院--自动控制原理课程设计报告--柔性手臂控制
指导教师评定成绩: 审定成绩： 重庆邮电大学 自动化学院 自动控制原理课程设计报告 设计题目:柔性手臂控制 学院：自动化学院 姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师: 设计时间: 2013年12月 重庆邮电大学自动化学院制
目录 目录 一、设计题目 (1) 二、设计报告正文 (2) 摘要 (2) （一）系统分析、建立数学模型 (3) 1.1 物理量分析 (3) 1.2数学模型的建立 (3) (二)系统性能分析 (4) 2。1输出传递函数的分析 (4) 2.2误差传递函数的分析 (6) (三）输出传递函数和误差传递函数的校正 (8) 3.1 输出传递函数的校正 (8) 3。2误差传递函数的校正 (9) 三、设计总结 (11) 四、参考文献 (11)
一、设计题目 传统的工业机器人为了保证可控性及刚度，机器臂作得比较粗大，为了降低质量，提高控制速度,可以采用柔性机器臂，为了使其响应又快又准,需要对其进行控制，已知m为球体，m=2KG,，绕重心的转动惯量T0=0。15,半径为0.04m,传动系统惯性矩I=1kg。m s2，传动比为5，;手臂为长L=0.2m，设手臂纵向弹性系数为E,截面惯性矩为I1，则E＊I1=0.9KG/m2,设电机时间常数非常小，可以近似为比例环节（输入电压，输出为力矩)，分析系统的性能，并校正。 图1、控制系统示意图
二、设计报告正文 摘要 随着人类科技水平的不断进步，在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到机器人的使用。传统的机器人为了保证可控性及刚度，机器臂作得比较粗大，将机器人视为刚体系统的分析与设计方法已显得愈加不适用。而新一代机器人已向着高速化、精密化和轻型化的方向飞速发展，柔性机械臂作为柔性多体系统动力学分析与控制理论研究最直接的应用对象，由于其具有简明的物理模型以及易于计算机和实物模型试验实现的特点，已成为发展新一代机器人关键性课题。与刚性机械臂相比较,柔性机械臂具有结构轻、操作灵活、性能稳定、载重自重比高等特性，因而具有较低的能耗、较大的操作空同和很高的效率，其响应快速而准确，有着很多潜在的优点。在工业、医疗、军事等领域内，它能够代替人类完成大量重复、机械的工作,有很高的应用价值。 关于柔性机械臂控制方法的研究及控制器的实现问题,一般都分两个阶段进行控制,即在开始阶段可以采用一个与转动角度、转动角速度有关的简单控制规律，建立数学模型。，然后再采用比较精确的控制方法，校正，达到目标并较快的稳定下来。 关键词:柔性手臂数学模型校正
电气工程及其自动化专业实验课程设计
电气工程及其自动化专业实验课程设计概述 电气工程及其自动化专业实验课程设计是电气工程及其自动化专业中非常重要的一门实践课程，旨在通过理论学习与实践操作相结合的方式，让学生深入地了解电气工程自动化技术的基本原理、设计方法和实现过程。这门课程的主要目的是培养学生具备电气工程自动化领域的基本实践能力，提高其工程设计和解决问题的能力。 在这门课程中，学生将会学习多种自动化技术，包括PLC、DCS、SCADA、机器视觉、机器人控制等等，通过实际操作将这些技术应用到电气工程自动化的实际项目中，从而深入了解其设计过程和应用效果。 实验设计 在电气工程及其自动化专业实验课程设计中，学生需要完成一系列实际项目的设计和操作。这些项目涵盖了电气工程自动化技术的各个方面，旨在让学生能够全面掌握自动化技术的基本原理和实现方式。以下是一些典型实验项目的介绍。 PLC控制系统设计 PLC控制系统是电子控制系统的重要组成部分，其作用是将各种传感器和执行器的信号输入到PLC中进行处理和控制，实现各种电气设备的自动化控制。在这个实验中，学生将学习PLC的基本工作原理、编程方法和调试技巧，通过设计一个简单的PLC控制系统来加深对PLC的理解和掌握。 DCS控制系统设计 DCS控制系统是电气工程中应用最为广泛的自动化控制系统之一，其核心是使用计算机控制器来对开关、传感器等进行控制。在这个实验中，学生将会学习DCS
控制系统的基本结构、工作原理和技术要点，通过设计一个复杂的DCS控制系统来加深对DCS原理和应用的理解。 SCADA系统设计 SCADA系统是一种管理和控制大型工业系统的软件控制系统，其主要功能是实时监控管理大型工业生产过程，如输电、制药、炼油等。在这个实验中，学生将学习SCADA系统的基本结构、工作原理和技术要点，通过设计一个SCADA系统来实现大型工业生产过程的实时监控和管理。 机器视觉系统设计 机器视觉系统是一种用于自动检测和测量的技术系统，通过对光学图像进行处理和分析来实现各种视觉任务。在这个实验中，学生将会学习机器视觉的基本理论知识、成像原理和数据处理方法，通过设计一个简单的机器视觉系统来加深对机器视觉技术的理解和掌握。 实验成果 在完成所有实验项目后，学生需要提交一份完整的实验报告，对所完成的实验项目进行详细的介绍和分析。实验报告应包含以下几个方面的内容： •项目概述：对所完成的实验项目进行简要介绍和说明。 •设计方案：详细描述实验设计的方案和方法。 •实验操作：对实验过程进行详细的记录和分析，包括设备和材料的使用情况、实验操作步骤等。 •实验结果：对实验结果进行详细的分析和总结，包括实验数据、图表等。 •实验小结：对整个实验过程进行综合总结和评价，包括实验方法、数据分析和结论等。
机器人技术与自动化控制网络课程设计
机器人技术与自动化控制网络课程设计 一、概述 机器人技术与自动化控制是现代工程技术领域中的重要科学技术，广泛应用于工业生产、医疗保健、军事作战等各个领域。为了帮助学生更好地掌握机器人技术与自动化控制的基本概念和实践技能，本网络课程设计旨在通过设计和实现一个基本的机器人系统，使学生能够全面了解机器人的基本原理、控制方法和应用领域。 二、课程目标 1. 熟悉机器人技术与自动化控制的基本概念和原理； 2. 掌握机器人系统的结构和主要组成部分； 3. 学习机器人的编程和控制方法； 4. 能够设计和实现一个简单的机器人系统。 三、课程内容 1. 机器人技术与自动化控制基础知识介绍： - 机器人的定义及分类； - 自动化控制的基本原理； - 传感器和执行器的概念和作用。 2. 机器人系统结构与组成部分：
- 机械结构和驱动部分的设计； - 电子控制系统的组成和功能； - 传感器和执行器的选择与应用。 3. 机器人编程与控制方法： - 基本的机器人编程语言介绍； - 机器人运动控制方法； - 机器人感知和决策算法。 4. 机器人系统应用案例研究： - 工业自动化生产线上的机器人应用； - 医疗保健领域中的机器人应用； - 军事作战中的无人机和自动化控制应用。 五、课程设计与实践 1. 学生将分为若干小组，每个小组设计和实现一个机器人系统； 2. 学生通过学习课程内容，结合实践经验，完成机器人系统的搭建和编程； 3. 学生在设计过程中需要考虑机器人的功能需求、结构设计以及控制方法的选择； 4. 学生将在课程结束时进行机器人系统的展示和评估。
六、评估方式 1. 设计报告评估：评估学生对机器人系统的设计思路、结构搭建和 编程的理解和实践情况； 2. 课程作业评估：评估学生对机器人技术与自动化控制基本概念的 掌握情况； 3. 机器人系统展示评估：评估学生对机器人系统的搭建和控制能力。 七、注意事项 1. 学生需要具备一定的电子技术基础和编程基础； 2. 学生需要积极参与小组合作，共同完成机器人系统的设计和实现； 3. 学生在课程中需注意安全事项，遵守实验室规章制度。 通过本网络课程设计，学生将能够全面了解机器人技术与自动化控 制的基本知识和技能，并能够独立设计和实现一个简单的机器人系统。这将有助于学生在未来的工程实践中更好地应用机器人技术与自动化 控制，推动科技的进步和创新。
建筑设备自动化系统课程设计
建筑设备自动化系统课程设计 一、设计背景 近年来，随着智能建筑的快速发展，建筑设备自动化系统得到了广泛的应用。建筑设备自动化系统是指将建筑用途的所有器具、设备、系统结合起来，经过系统集成、信息管理，实现对建筑设备的自动化控制。随着新型建材、新型能源与新型制冷空调技术的快速发展，以及人工智能和物联网技术的逐步普及，建筑设备自动化系统的发展前景非常广阔。 二、设计目的 建筑设备自动化系统课程设计的主要目的是为了让学生深入了解建筑设备自动化系统的基本原理、技术特点与应用效果，进一步提高学生的实践能力和解决问题的能力，同时加深学生对智能建筑技术的理解和认识。 三、设计内容 1.建筑设备自动化系统的基本概念 建筑设备自动化系统包括建筑智能化系统和建筑节能系统。通过课程设计，让学生了解建筑设备自动化系统的基本概念、功能、结构与特点。 2.建筑设备自动化系统的组成 建筑设备自动化系统包括传感器、执行机构、控制器和通信系统等组成部分。要求学生详细了解每个组成部分的功能和作用，以及它们在自动化系统中的相互作用。
3.建筑设备自动化系统设计实践 通过案例分析和实验，让学生学会建筑设备自动化系统的设计思路、基本方法 和步骤。要求学生能够根据不同的建筑类型和使用需求，设计出适用的建筑设备自动化系统。 4.建筑设备自动化系统检修与维护 建筑设备自动化系统的检修与维护对于系统的稳定性和长期可靠运行非常重要。通过课程设计，让学生掌握建筑设备自动化系统的常见故障及故障排除的方法，还要求学生具备相应的维护保养技能，确保系统运行的安全性和稳定性。 四、设计要求 1.设计形式 本课程设计以课堂教学、实验演示及实践操作为主，注重学生实际操作能力的 培养。设计要求学生能够在讲授过程中学会自主思考，掌握一定的解决问题的能力。 2.实验设备 要求配备完善的建筑设备自动化实验仪器和设备，以确保学生进行实际操作时 能够进行有效的模拟。 3.实验内容 设计要求学生在进行课堂教学后，及时完成对应的实验内容，加深对所学知识 的理解和掌握。 4.实验报告 在完成实验后，要求学生提交实验报告。实验报告要求对实验的目的、方法、 过程、结果和分析进行详细写作，体现出学生对所学知识的掌握情况。
建筑设备自动化系统课程设计
建筑设备自动化系统课程设计 一、引言 建筑设备自动化系统是现代建筑领域中的重要组成部分，它通过集成各种自动化设备和控制系统，实现对建筑的智能化、高效化管理。本课程设计旨在通过对建筑设备自动化系统的设计和实施，培养学生对建筑设备自动化系统的理论与实践能力。 二、课程设计目标 1. 理解建筑设备自动化系统的基本原理和概念； 2. 能够独立进行建筑设备自动化系统的设计； 3. 掌握建筑设备自动化系统的调试和运行； 4. 能够分析和解决建筑设备自动化系统中的常见问题。 三、课程设计内容 1. 建筑设备自动化系统的基本原理 - 建筑设备自动化系统的定义和分类 - 自动控制系统的基本原理和组成 - 传感器和执行器的选择与应用 2. 建筑设备自动化系统的设计 - 建筑设备自动化系统的需求分析 - 系统结构设计与功能模块划分 - 控制策略的制定与优化
3. 建筑设备自动化系统的实施 - 自动化设备的选型与采购 - 设备安装与布线 - 控制系统的编程与调试 4. 建筑设备自动化系统的运维与管理 - 系统运行状态监测与故障诊断 - 系统维护与保养 - 系统性能评估与优化 四、课程设计步骤 1. 确定课程设计题目和目标 - 选择一个具体的建筑项目作为课程设计的对象 - 确定设计目标，如提高能源利用效率、提升室内环境质量等 2. 进行需求分析 - 分析建筑项目的功能需求和性能要求 - 确定需要自动化控制的设备和系统 3. 设计系统结构与功能模块 - 根据需求分析结果，设计建筑设备自动化系统的结构图 - 划分系统的功能模块，明确各模块之间的关系和交互方式 4. 选择自动化设备和控制系统
材料成形装备及自动化课程设计
材料成形装备及自动化课程设计 一、课程设计的目的和意义 材料成形装备及自动化课程设计是针对材料加工领域进行的一种教学活动。作为一种核心课程，它有着以下几个目的和意义： 1.培养学生具备系统的材料成形及自动化控制专业知识； 2.提高学生制造材料成形装备的能力； 3.帮助学生掌握实践操作所需要的技能； 4.培养学生的创新能力和实践意识； 5.促进学内产学研合作。 二、课程设计的内容 1. 材料成形装备方向 这部分内容主要包括加工工艺、成形原理、成形模具、成形技术等。学生将会了解一些常见的加工工艺的特点和应用领域，例如：旋转成形、拉伸成形、锻造成形、压力成形、挤压成形等等。其中，成形技术方面的内容与外观、物理学、材料构造等相关，可以扩展学生对材料的认知。 2. 材料成形自动化控制方向 这部分内容涵盖了自动化控制的基本概念、自动化控制系统的传感器、执行机构、控制器等要素以及相关的自动化控制算法和优化控制方法等。学生将会了解自动化控制技术在材料成型装备上的应用，并研究控制方法以提高设备的自动化处理能力和产品质量。
3. 材料成形装备的设计方向 这部分内容主要是学生自主设计出自己的材料成形装备，并在实践中发现装备 设计上的问题，并找到解决方案。在设计过程中，学生要掌握传统的装备设计方法、规范，同时深入思考如何利用最新工程技术进行材料成形装备的创新设计。 三、课程设计的教学模式 材料成形装备及自动化课程设计采用操作加理论的教学模式。学生需要在理论 课程的基础上，进行实践操作。实践操作旨在让学生熟悉设备的操作流程，同时加深学生对讲授内容的理解。 同时，教学模式中也包括了一定的团队合作与竞争，并加入了一定的项目进度 节点以推动学生创新。教师可以根据具体的情况调整教学模式。 四、课程设计的评价方式 考核方式主要分为两部分，理论考核和实践考核。其中理论考试主要测试学生 对理论知识的掌握程度，实践考核主要测试学生运用所学知识解决具体问题的能力。具体考核形式可以根据教师的具体要求进行安排。 五、总结 材料成形装备及自动化课程设计的目的在于培养学生掌握材料成形装备及自动 化控制方面的知识，同时提高学生制造材料成形装备的能力，提升学生创新能力，拓展学生的工程素养。在教学时，要立足于实践操作，以操作为主线，理论为辅助，以培养学生的实际应用能力为目标。
暖通空调系统自动化课程设计
暖通空调系统自动化课程设计 1. 概述 暖通空调系统自动化技术是现代智能建筑中不可或缺的环节。本课程设计通过对暖通空调系统自动化的介绍、实验设计及实验操作等环节的学习，提升学生自动化控制系统设计、调试和运行的能力。 2. 课程学习目标 学生通过本课程的学习，应该能够掌握： •暖通空调系统自动化控制系统原理和基本知识。 •暖通空调系统自动化控制方案设计方法。 •暖通空调系统自动化控制器配置、编程及调试方法。 •暖通空调系统自动化控制实验操作方法。 3. 课程内容 本课程包括以下内容： 3.1 暖通空调系统自动化控制系统原理和基本知识 •静态图形和符号规范。 •算法图解和逻辑实现。 •暖通空调系统自动化控制系统的软件和硬件配置。 •自动化控制器编程和调试技术。 3.2 暖通空调系统自动化控制方案设计方法 •系统设计重要性介绍。 •系统控制原则和策略讲解。
•系统控制器方案设计。 •系统调试过程介绍。 3.3 暖通空调系统自动化控制器配置、编程及调试方法 •PLC常见模块介绍（输入模块、输出模块、计数模块、模拟量模块和通讯模块）。 •常用PLC编程语言介绍。 •自动化控制器调试技术。 3.4 暖通空调系统自动化控制实验操作方法。 •实验室硬件环境介绍。 •实验项目介绍。 •实验流程讲解。 4. 实验设计与操作 以某航空机场的空调系统为例，具体设计如下： 4.1 实验项目 1.温度传感器检测机场大厅内室温，调节风机控制机场大厅内空气循环。 2.机场大厅内湿度传感器检测机场大厅内相对湿度，调节空气加湿类控 制。 3.检测所有航站楼内外温度，制定智能化“取暖”计划。 4.2 实验流程 1.设计与安装传感器与系统之间的传输协议：使用modbus协议，使用 RTU方式进行通讯。（软件平台使用：目前主流的第三方modbus测试工具如Modscan、Modscan32、Comtest、PDU等）。 2.空气循环控制：设计算法对温度传感器检测到的值进行控制，控制机 场大厅内的空气流通。（软件平台使用：Siemens S7-200 PLC）。
自动化PLC物料分拣系统课程设计报告
《plc综合实训》课程实验报告 题目:PLC物料分拣课程设计实验报告 张三峰
院系：机电工程系专业：12级自动化
PLC物料分拣课程设计实验报告 一、PLC物料分拣简介 自动分拣正是自动化中的一个必不可的部分，而PLC控制分拣装置以其成本低，效率高的优点，已经成为主流，他可以根据设定的程序无人的，高效的工作，维护费用极少。由于全部采用机械自动化作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。节省了大量的人力劳动，减少了企业的额外支出，是企业节省成本最好的方法。 PLC在材料分拣系统中的应用，使物料自动分拣装置系统成本低、效率高。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，实现现场控制产品的自动分拣，系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现不同的要求。 二、材料分拣装置结构及总体设计 2．1 分拣装置的结构 物料分拣装置的结构，如图1-1 所示。
图1-1 材料分拣装置结构示意图 PLC控制分拣装置采用台式结构，内置电源，有交流电机、汽缸、电磁阀、旋转编码等装置，还有气动减压器、滤清器、气压指示等部件可与气源相连接。 选用颜色识别传感器、电容式和电感式传感器对不同的物料进行识别。 下料传感器SN采用光电传感器，用来检测料槽有无物物料。 2．2 物料分拣的实现过程 上电后若无料，输送带运转一个周期后自动停止等待下料；当料槽有料时，下料传感器输出信号给PLC，PLC 控制输送带继续运转，同时控制气动阀5进行下料，每次下料时间间隔可以进行调整。物料由传送带运送，依次经过不同的
电子设计自动化_课程设计报告
电子设计自动化 ——电子仿真与课程设计（一） 一、实践教学目的及要求 1、掌握Multisim基本操作与分析方法； 2、掌握各种虚拟仪器的使用方法； 3、掌握各种仿真分析法（DC/AC/参数扫描等）； 4、掌握各种模拟和数字电路的特点，能做基本的设计电路； 5、理解仿真软件在常用电子电路中的一般分析步骤。 二、电子仿真分析及问题解决方案 1、测试三极管的电流放大倍数和MOS管的跨导； 2、仿真分析共射放大电路的静态工作点、交流电压放大倍数、输入电阻、输出电阻； 3、仿真分析差分放大电路的静态工作点、差模放大倍数； 4、用集成运放创建一个滞回比较器，仿真分析其阈值电压和输出电压幅值； 5、创建有源带阻滤波电路，分析其频率特性，测定其阻带宽度； 6、仿真分析电容反馈式正弦波振荡电路的振荡频率与选频网络参数的关系； 7、分别创建并联稳压管稳压电路和线性串联稳压电路；
8、用逻辑转换仪实现逻辑函数的转换； 9、用逻辑转换仪将下列逻辑函数化简为最简与或表达式； 10、用门电路、八选一数据选择器74LS151设计一个函数发生器电路； 11、分析电路功能； 12、分析说明电路为几进制计数器； 13、用555定时器构成间歇振荡电路，分析其功能。 三、仿真电路图的设计 1、NPN型三极管和N型MOS管与特性测试仪的连接图及仿真参数分别如下。 图1 NPN型BJT 与特性测试仪的连接图 图2 晶体管2N2222A仿真参数
图3 N型MOS管与特性测试仪的连接图 图4 NMOS管2N6659仿真参数 2、单管共射放大电路的仿真分析，电路如下。
3、（P183:T5.3） 图6 双入单出差分放大电路
电气工程及自动化专业课程设计报告
课程设计 报告 专业电气工程及其自动化 班级
姓名 课程设计成绩评定标准及成绩
目录 1 前言 (1) 2 自动送料装车 (2) 2.1 控制要求 (2) 2.1.1 基本控制要求 (2) 2.1.2自动送料装车扩充控制 (2) 2.2 硬件设计 (2) 2.3 程序图 (4) 2.4 小结 (7) 3 单轴位置控制 (7) 3.1 控制要求 (7) 3.2 硬件设计 (8) 3.3 程序图 (9) 3.3.1 自动控制部分程序 (10) 3.3.2 手动部分程序 (12) 3.4 小结 (13) 总结 (13) 谢辞 (14) 参考文献 (15)
1 前言 随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。控制系统的发展已经很成熟，应用范围涉及各个领域，例如：机械、汽车制造、化工、交通、军事、民用等。PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。PLC的应用不但大大地提高了电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大地简化和减少了维修维护的工作量。PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、控制程序可变、体积小、质量轻、功能强和价格低廉等特点，在机械制造、冶金等领域得到了广泛的应用。在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人身安全事故，这样将给企业造成重大损失。 自动送料装车控制系统采用了PLC控制。从自动送料装车的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此自动送料装车电气控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。我在设计程序时采用了基本指令编程，便于各种附加功能的实现。自动送料装车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行，因此，自动送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。自动送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。 单轴位置控制系统采用了PLC控制，从单轴位置控制的工艺流程来看，其控制系统属于自动控制与手动控制相结合的系统，因此，此单轴位置控制系统设计具有手动和自动两种工作方式。手动控制可以通过硬件进行控制也可以通过编程软件控制。我在程序设计上采用了模块化的设计方法，这样就省去了工作方式程序之间复杂的联
自动化专业过程控制课程设计实验报告---PID校正设计
过程控制系统课程 设计报告 实验名称：PID校正设计 专业：自动化专业 学号： 姓名： 组员： 指导老师：
目录 一、PID校正初识 (2) 1.无校正的系统 (2) 2.比例（P）控制方式 (3) 3.比例微分（PD）控制方式 (4) 4.比例积分（PI）控制方式 (6) 5.比例积分微分（PID）控制方式 (9) 二、PID校正方法 (11) 1.临界比例度法 (11) 2.衰减曲线法 (12) 3.经验法 (13) 三、基于simulink的PID校正 (13) 四、基于窑炉温度系统串联PID校正 (15) 1.PID串联控制特点 (15) 2.主、副调节器调节规律选择 (16) 3.串级控制系统的参数整定 (16) 4.PID串联控制应用 (17) 附录： (18) MATLAB源程序 (18)
一、PID 校正初识 1.无校正的系统 假设一个系统，其数学模型如下： ( )()⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛++=115.01 )(S S S G 2 322++=S S 先不加任何校正的，系统的阶跃响应曲线如图1-1所示。 图1-1 脉冲响应曲线如图1-2所示：
图1-2 根轨迹图如图1-3： 图1-3 波特图如图1-4所示： 图1-4 2.比例（P）控制方式 P控制方式只是在前向通道上加上比例环节，相当于增大了系统的开环增益，减小了系统的稳态误差，减小了系统的阻尼，从而增大了系统的超调量和振荡性。 P控制方式的系统结构图如图1-5所示：
图1-5 P 控制框图 1）取Kp=1,至15，步长为1，进行循环测试系统，获得阶跃响应曲线如图1-6所示： 图1-6 P 控制系统测试曲线 2）由图可以看出，Kp 越大，曲线越陡，系统的稳态误差越小。P 控制是等比例的将偏差放大，作为控制信号输出，只能减小稳态误差，但不能消除稳态误差。 3.比例微分（PD ）控制方式 PD 控制方式是在P 控制的基础上增加了微分环节，由图可见，系统的输出量同时受到误差信号及其速率的双重作用。因而，比例—微分控制是一种早期控制，可在出现误差位置前，提前产生修正作用，从而达到改善系统性能的目的。 控制系统的传递函数为： 2 3222+++S S Kp KpKdS