论文摘要
从1997年香港回归交接仪式开始,在室内升旗时普遍采用在旗杆顶端加装吹风装置的方式使国旗飘扬。随着我国08北京奥运会的成功举办,10年上海世博会拉开帷幕,备受关注的室外升旗仪式骤然增多,仅在旗杆顶端加装吹风装置已无法应对室外风场风速风向时变性的特点,即便是在我国政治权利中心天安门广场上,诸如国旗卷杆等现象经常发生,在我国日益受到国际社会关注的今天,以上情况所产生的负面影响是巨大的,对旗杆结构进行重新设计和调整成为必然。本文在伺服控制、机械、通信、传感器及防雷等方面进行了分析和研究,针对室外风速风向时变性设计了一套具有风速风向监测及角度自纠偏功能的新型旗杆控制系统。论文首先详细论述系统的各部分构成以及伺服系统和机械系统的设计,特别是伺服电机的选型和减速机减速比的计算和匹配过程。其次是传感器的使用和选型,从课题提出以来,传感器的选型一直是设计成败的突破点,在系统设计经历从主动测风到被动探测的变化过程后,传感器随之确定。接下来便是系统软件的设计,编写PLC程序,整定PID参数,利用VB软件编写系统上位机监控界面。最后完成系统样机的组装和调试。经过对样机的室外实地测试,该系统可实现被动探知风速风向变化并随之转动的设计目的,由于样机体积有限并未加入电加热和避雷设备,但其仍可在风速降低时完成自行解缆和吹风等要求动作。重新设计后的旗杆系统具有成本低,效率高,可靠性好,推广性较强、应用效果好等特点。希望以后可以在现实旗杆中进行测试和改良并最终得到应用。
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中文摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 课题的研究背景1.3 课题主要研究工作1.4 课题的创新点第二章 新型旗杆控制系统总体方案2.1 风速风向监测及角度自纠偏系统结构及组成2.2 传动系统设计2.2.1 减速器概述2.2.2 二级齿轮减速器的结构及特点2.2.3 展开式二级圆柱齿轮减速器2.2.4 传动装置的运动和动力参数计算2.2.5 步进电机特点2.2.6 步进电机的选型2.3 步进电机驱动系统的设计2.3.1 概述2.3.2 步进电机驱动系统的组成2.3.3 步进电机驱动器的特点2.3.4 两相混合式步进电机驱动电路第三章 超声接近传感器感知风速风向的实现与验证3.1 智能控制的发展3.1.1 控制理论的产生发展和所面临的挑战3.1.2 传感器技术的应用3.2 超声波接近方案的设计3.2.1 系统通过超声传感器完成纠偏动作的工作流程3.2.2 超声波接近传感器工作原理3.2.3 超声波接近传感器发射电路3.2.4 超声波接近传感器接收电路3.3 超声波接近传感器的实际应用与测试3.3.1 超声接近传感器性能描述3.3.2 超声接近传感器的连接与测试第四章 PID 控制及参数调节4.1 PID 控制4.1.1 PID 控制的特点4.1.2 PID 控制原理4.2 PID 控制器的参数对控制效果的影响4.2.1 比例控制对控制效果的影响4.2.2 积分控制对控制效果的影响4.2.3 微分控制对控制效果的影响4.3 PID 控制器的参数整定4.3.1 PID 整定控制面板的操作4.3.2 参数自整定过程4.4 常规 PID 控制的局限性及解决办法第五章 系统其他主要技术的分析5.1 PWM/PTO 在运动控制中的应用5.2 脉宽调制（PWM）应用5.2.1 PWM 定义5.2.2 组态 PWM 输出RUN 指令'>5.2.3 PWMXRUN 指令5.3 运动控制用于步进电机或伺服电机的基本信息5.3.1 电机最大速度和启动/停止速度5.3.2 输入加速和减速时间5.3.3 组态移动包络5.3.4 包络的创建5.4 PTO 指令及其功能配置5.4.1 PTO 输出的配制方法5.5 串行通讯技术5.5.1 RS-232 与 RS-4855.5.2 串行通信的信号定义与编码5.5.3 工作模式5.5.4 传输速度5.5.5 串行通信端口的比较5.5.6 工控机与 PLC 以及传感器的连接第六章 试验样机制作调试及监控界面设计6.1 试验样机的制作6.1.1 机械部分6.1.2 电气部分6.2 VB 的应用及系统软件组成6.2.1 VISUAL BASIC 的主要特点6.2.2 系统组成6.2.3 监控中心软件系统的总体结构6.2.4 上下位机的服务结构6.2.5 运行模式6.2.6 系统特点6.3 管理级监控软件的设计6.4 监控中心界面设计6.5 监控软件接收程序第七章 总结参考文献致谢
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- [2].风力发电机组主动偏航系统[J]. 兵工自动化 2011(10)
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