《工業(yè)系統(tǒng)驅(qū)動與控制》設計題

1、《工業(yè)系統(tǒng)驅(qū)動與控制》綜合設計題題目：在某工業(yè)系統(tǒng)中，需要一個由計算機精確控制的施力裝置，用來對某系統(tǒng)進行力加載試驗，請設計一個能夠精確控制輸出力為180公斤的工業(yè)控制系統(tǒng)。請結合本門課所學知識，設計上述控制系統(tǒng)。附錄:傳感器型號為XYL1，指標如下：量程：0～200kg工作電壓為10V，輸出為0~20mV傳感器是線性的電壓力轉換器：輸入0~10V，輸出0~200kg，滿足線性關系。具體要求:畫出系統(tǒng)組成框圖，并注明各個環(huán)節(jié)的輸入和輸出

2、信號的形式；（30分）簡單描述系統(tǒng)的工作原理或過程；（15）列出系統(tǒng)及調(diào)試所用的儀器設備和主要器件；（10）畫出軟件流程框圖；(15)改寫CONTOL_D.C程序，實現(xiàn)控制；（將本課程所用采集卡的位數(shù)改為10位，選用13路AD采集通道，2路DA控制輸出通道）。（30）【注意事項】將作業(yè)完成在A4紙上，手寫或者打印均可，請裝訂后上交，封面寫明學院、班級、學號、姓名，作業(yè)名稱；請各班學委收齊于結課后兩周內(nèi)交給各任課教師；請勿相互抄襲，否則計

3、0分。偏差信號偏差信號e數(shù)字量數(shù)字量期望量期望量r數(shù)字量數(shù)字量被控量被控量F模擬量模擬量控制信號控制信號u數(shù)字量數(shù)字量反饋信號反饋信號y數(shù)字量數(shù)字量輸出信號輸出信號aa模擬量模擬量中間信號中間信號bb模擬量模擬量二、工作原理和工作過程二、工作原理和工作過程1)要利用到電壓力轉換器將9V的電壓轉換為180kg的力，令期望量r的為（E64)H，即可最終得到180kg的力。在轉換過程中可以采用閉環(huán)PID控制方式，先由期望量與實際的反饋信號相減

4、的到偏差信號，偏差信號經(jīng)工控機計算處理后得到控制信號。在合適的PID參數(shù)下，由控制信號可以快速輸出180kg的力。2)工控機部分，主要進行PID控制，令期望量r為9V對應的數(shù)字量(E64)H，與即時的反饋信號y相減得到偏差信號e，對e進行比例運算，積分運算和微分運算并相加得到控制信號u。該部分所以信號均為數(shù)字量。在實際運行中，PID控制中的三個系數(shù)需要不斷進行調(diào)試才可以得到很快的轉換速度。3)采集卡部分，進行數(shù)模轉換和模數(shù)轉換。在工控機

5、部分中，均使用數(shù)字量信號；在其他電路中，使用模擬量信號。采集卡部分對兩個部分進行互相轉換。4)其他電路為傳感器和電壓力轉換部分。傳感器部分對力進行實時測量，首先通過傳感器將0~200kg轉換為0~20mV范圍的電壓，再通過放大器將0~20mV放大至0~10V之間。電壓力轉換部分，將0~10V的電壓值轉換為0~200kg的力。三、主要器件和儀器設備三、主要器件和儀器設備示波器端子板放大器采集控制卡直流穩(wěn)壓電源電壓力轉換器工業(yè)控制計算機傳感