凯强毕业设计5手册-尹凯强

长 春 大 学毕业设计（论文）手册学院：电子信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气15401班学生姓名：尹凯强学号：021540138指导教师： 吴旭志（讲师）长春大学教务处制二一九年三月目 录长春大学毕业设计任务书1长春大学毕业设计开题报告3长春大学毕业设计中期检查表8长春大学毕业设计指导教师评定表9长春大学毕业设计审阅人评定表10长春大学毕业设计院级答辩考核表11长春大学毕业设计总评成绩表12长春大学毕业设计学生工作记录13使 用 说 明本手册共分为五部分，第一部分是毕业设计（论文）任务书，由指导教师填写，学生针对指导教师任务书的具体内容进行第二部分的撰写。第二部分是开题报告，需学生填写，其成绩由答辩小组经开题答辩后给出。第三部分是中期检查，指导教师根据毕业设计（论文）的计划完成情况给出评语，并给出成绩。第四部分是成绩考核，指导教师、评阅人、答辩委员会（小组）要按照评分标准给出评语并给出评定分数，并根据权重给出总分数，并按五级分制填写总成绩。第五部分为工作记录，需要学生填写，指导教师填写评语。本手册作为毕业设计（论文）工作的重要文件资料，由学生妥善保管，答辩时学生须向答辩委员会（小组）提交本手册，没有本手册或本手册填写不完备不能参加答辩。整个毕业设计（论文）过程，指导教师要随时对学生进行检查，同时在手册的相应部位签字。本手册最后装入学生毕业设计（论文）资料袋。长春大学毕业设计任务书毕业设计题 目自动控温的韧化机控制装置的设计起 止 日 期2019.3.4-2019.6.21共计16周学生姓名尹凯强 学号021540138专业电气工程及其自动化 指导教师吴旭志 所在系室电气与自动化工程系职称讲师 毕业设计基本内容本设计主要是使用单片机测量电阻炉的温度，与设定的控制温度比较，以较快的速度达到控制温度。使用温度传感器，将温度传感器输出的模拟量输入到模数转换电路，然后用单片机处理后，通过单片机对温度的设定、控制、测量和显示电路的设计来实现自动控温的功能，再实现对工位的卡紧和松开功能达到韧化机实现汽车PVC管路的造型进行固化和成型的所需要的温度范围。控温的智能化、自动化使得节省人力，物力，提高了工作效率。主要技术指标1、温度范围：0150, 0.5；2、时间设定范围：05h。3、要求温度设定值和上升速率均可由键盘重新设定和修改，并用相应数码管显示。设计（论文）要求设计结果电路图纸 仿真模拟 软件设计 其他论文字数1.5万字译文字数3000字实物制作是 否毕业设计所需的参考资料（教师指定）1 胡汉才. 单片机原理及其接口技术 M. 北京: 清华大学出版社, 1996. 14-15.2 余以慧. 过程控制工程 M. 北京: 清华大学出版社, 1993. 11-28.3 康华光. 模拟电子技术 M. 北京: 机械工业出版社, 2002. 112-136.4 冯巧珍. 自动控制原理 M. 北京: 北京航空航天出版社, 2003. 165-180.5 王亮. 基于微处理器的热处理炉温度PID控制系统设计 J. 热加工工艺, 2014，43（02）： 223-226.6 赵美惠. 热处理电阻炉温控系统中PID控制参数的整定 J. 铸造技术，2014，35（06）：1311-1313.7 Chang R, Li Y, Chen Q, et al. Comparing the effects of three in situ methods on nitrogen loss control, temperature dynamics and maturity during composting of agricultural wastes with a stage of temperatures over 70J. Journal of environmental management, 2019, 230: 119-127.8 Dai D, He X, Jin P, et al. Constant temperature control system of standard capacitorsC/29th Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2014). IEEE, 2014: 278-279.9 Zeng X, Yu C. Multivariable IMC-PID within air-conditioned room temperature and relative humidity control systemC/Proceedings of the 33rd Chinese Control Conference. IEEE, 2014: 3609-3613.10 Lei P, Ying X. Thermoelectric heat pump drying temperature control system on the basis of 89C51C/2012 International Conference on Computer Science and Electronics Engineering. IEEE, 2012, 1: 280-283.11 Xiong M, Wang L. Intelligent fuzzy-PID temperature controller design of drying systemC/2012 International Conference on Information Management, Innovation Management and Industrial Engineering. IEEE, 2012, 3: 54-57.长春大学毕业设计开题报告毕业设计题 目自动控温的韧化机控制装置的设计学生姓名 尹凯强学号021540138专业电气工程及其自动化指导教师吴旭志所在系室电气与自动化工程系职称讲师1.课题研究的目的和意义温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等。温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用。从20世纪20年代开始，电阻炉就在工业上得到使用。随着科学技术的发展，电阻炉被广泛的应用在冶金、机械、石油化工、电力等工业生产中，在很多生产过程中，温度的测量和控制与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等重大技术经济指标紧紧相连。因此各个领域对电阻炉温度控制的精度、稳定性、可靠性等要求也越来越高，温度测控制技术也成为现代科技发展中的一项重要技术。 温度控制技术发展经历了三个阶段: 1、定值开关控制; 2、PID控制; 3、智能控制。定值开关控制方法的原理是若所测温度比设定温度低，则开启控制开关加热，反之则关断控制开关。其控温方法简单，没有考虑温度变化的滞后性、惯性，导致系统控制精度低、超调量大、震荡明显。PID控制温度的效果主要取决于P、I、D三个参数。PID控制对于确定的温度系统，控制效果良好，但对于控制大滞后、大惯性、时变性温度系统，控制品质难以保证。电阻炉是由电阻丝加热升温，靠自然冷却降温，当电阻炉温度超调时无法靠控制手段降温，因而电阻炉温度控制具有非线性、滞后性、惯性、不确定性等特点。目前国内成熟的电阻炉温度测控系统以PID控制器为主，PID 控制对于小型实验用电阻炉控制效果良好，但对于大型工业电阻炉就难以保证电阻炉控制系统的精度、稳定性等。智能控制是一类无需人的干预就能独立驱动智能机械而实现其目标的自动控制，随着科学技术和控制理论的发展，国外的温度测控系统发展迅速，实现对温度的智能控制。应用广泛的温度智能控制的方法有模糊控制、神经网络控制、专家系统等，具有自适应、自学习、自协调等能力，保证了控制系统的控制精度、抗干扰能力、稳定性等性能。比较而言，国外温度控制系统的性能要明显优于国内，其根本原因就是控制算法的不同。2.课题目前的研究现状 国外研究情况：自60年代计算机进入工业领域，国外许多国家就开始了网带式电阻炉计算机优化控制的研究及应用。70年代中后期，国际上对网带式电阻炉数学模型及相应优化控制策略的研究日益活跃，控制系统在网带式电阻炉上的应用不断完善。80年代末期，在工业发达的国家，已普遍实现了网带式电阻炉计算机双级控制，且将各种先进的智能控制方法应用于温度控制，在炉温控制中取得了良好的控制效果。在大型分布式计算机控制系统中，大多采用具有各种智能控制算法和通信功能的温度控制单回路调节器实现。国内研究情况：我国从80年代初开始进入网带式电阻炉计算机优化控制应用阶段。多年来，我国的科学工作者进行了大量的卓有成效的研究工作，取得了许多重要的研究成果。将数学模型与炉温控制相结合，引入人工智能的方法，在电阻炉实现了计算机优化控制。与工业发达国家相比，我国的电阻炉计算机优化控制理论水平已赶上国际先进水平，但起步晚，并且发展十分不平衡。电阻炉的自动控制，它是微机软、硬件自动控制、电阻炉节能等几项技术紧密结合的产物,无论是基地式仪表阶段,还是单元组合式仪表阶段，都是利用各种仪表对温度进行检测、调节、控制。对于较复杂的系统，难以实现复杂的控制规律，控制精度不高。炉子的自动监控系统在电阻炉的生产运行中具有关键作用。采用微机自动控制系统不但能真实反映炉内热工参数的变化，还有利于实现整套系统的自动调节，可从根本上克服其调节精度差、可靠性不高的缺点。此类系统的稳定性可靠、维护方便、抗干扰能力强，而且可以采用先进的控制算法以进一步提高控制性能和控制精度，取得高产、优质、低耗和少污染的效果。国内微机控制的控制算法主要有:1. 应用Fuzzy-PID复合控制方法，实现了PID控制参数(kp,ki,kd)的在线优化，提高了系统控制品质。2. 网带式电阻炉温度的状态反馈控制方法，通过设计状态反馈控制器(SFC)，改善了电阻炉温度控制系统的控制品质。3. 基于模糊神经网络的智能炉温控制系统,该系统将人工神经网络控制技术与模糊控制技术结合,用神经网络代替传统的模糊控制器的隶属函数和权值,实现模糊规则的自动更新，该控制系统对无法取得数学模型或数学模型近似的系统取得了满意的控制效果。4. 神经元自适应PID控制器应用于网带式电阻炉温度控制系统中，有效地克服了电阻炉非线性、时变、大时滞等因素对系统控制性能的影响。该控制系统对无法取得数学模型或数学模型近似的系统取得了满意的控制效果。3.参考文献1 王树青. 过程控制工程 M. 北京: 化学工业出版社, 2008. 14-15.2 余以慧. 过程控制工程 M. 北京: 清华大学出版社, 1993. 11-28.3 郭一楠. PID控制器设计及参数整定 M. 北京: 机械工业出版社, 2010. 112-136.4 冯巧珍. 自动控制原理 M. 北京: 北京航空航天出版社, 2003. 165-180.5 王亮. 基于微处理器的热处理炉温度PID控制系统设计 J. 热加工工艺, 2014，43（02）： 223-226.6 赵美惠. 热处理电阻炉温控系统中PID控制参数的整定 J. 铸造技术，2014，35（06）：1311-1313.7 杨颖. 新型智能热处理炉 J. 科学视界，2013，48-49.8 Chang R, Li Y, Chen Q, et al. Comparing the effects of three in situ methods on nitrogen loss control, temperature dynamics and maturity during composting of agricultural wastes with a stage of temperatures over 70J. Journal of environmental management, 2019, 230: 119-127.9 Dai D, He X, Jin P, et al. Constant temperature control system of standard capacitorsC/29th Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2014). IEEE, 2014: 278-279.10 Zeng X, Yu C. Multivariable IMC-PID within air-conditioned room temperature and relative humidity control systemC/Proceedings of the 33rd Chinese Control Conference. IEEE, 2014: 3609-3613.11 Lei P, Ying X. Thermoelectric heat pump drying temperature control system on the basis of 89C51C/2012 International Conference on Computer Science and Electronics Engineering. IEEE, 2012, 1: 280-283.12 Xiong M, Wang L. Intelligent fuzzy-PID temperature controller design of drying systemC/2012 International Conference on Information Management, Innovation Management and Industrial Engineering. IEEE, 2012, 3: 54-57.郭文，金蒙蒙. 基于模糊PID的退火炉温度控制研究 J. 辽宁化工，2014，43（06）：801-804.13 潘新民. 微型计算机控制系统 M. 北京: 电子工业出版社, 2011. 96-99.14 薛定宇. 控制系统仿真与计算机辅助设计 M. 北京: 机械工业出版社, 2009. 260-261.15 冯巧珍. 自动控制原理M. 北京: 北京航空航天出版社, 2003. 165-180.16 王亮. 基于微处理器的热处理炉温度PID控制系统的设计J. 热加工工艺, 2014，43（02）: 223-226.17 赵美惠. 热处理电阻炉温控系统中PID控制参数的整定 J. 铸造技术，2014，35（06）：1311-1313.18 陈杰, 黄鸿. 传感器与检测技术 M. 北京：高等教育出版社，2002，48-49.4.课题的主要设计内容和拟采用的实施方案4.1 主要设计内容本设计主要是使用单片机测量电阻炉的温度，与设定的控制温度比较，以较快的速度达到控制温度。使用温度传感器，将温度传感器输出的模拟量输入到模数转换电路，然后用单片机处理后，通过单片机对温度的设定、控制、测量和显示电路的设计来实现自动控温的功能，再实现对工位的卡紧和松开功能达到韧化机实现汽车PVC管路的造型进行固化和成型的所需要的温度范围。控温的智能化、自动化使得节省人力，物力，提高了工作效率。4.2 拟采用的实施方案 自动控温的韧化机控制装置的设计框图，如图1-1所示。图1-1 自动控温的韧化机控制装置的设计框图该系统使用单片机作为处理器，主要包括:电源模块，温度采集模块，AD转换模块，按键输入模块，报警电路模块，液晶显示模块，步进电机驱动模块、步进电机以及输出电路模块。使用温度传感器加热器件的温度，将测到的模拟量AD转换后送到单片机内，与设定的控制温度比较，通过单片机对温度的设定、控制、测量和显示电路的设计来实现自动控温的功能，再实现对工位的卡紧和松开功能达到韧化机实现汽车PVC管路的造型进行固化和成型的所需要的温度范围。5.进度安排2019.03.04-2019.03.13 查阅参考资料，给出论文的总体方案， 2019.03.14-2019.03.22 撰写开题报告，论文结构、目录；2019.03.25-2019.04.05 针对总体方案，撰写论文的绪论和总体方案两章，分析系统原理，绘制系统电路图；2019.04.08-2019.04.26 撰写论文的硬件设计部分，分析各部分电路功能；2019.04.29-2019.05.10 撰写论文的软件设计部分，编写系统程序，准备中期检查2019.05.13-2019.05.24 完成论文初稿，并细化论文内容； 2019.05.27-2019.05.31 进行论文格式编排，提交论文；2019.06.03-2019.06.07 指导教师评定、审阅人评定；2019.06.10-2019.06.14 准备毕业设计答辩；2019.06.17-2019.06.21 整理并上交毕业设计相关资料。6.评语和评定分数按照检查标准，通过审阅开题报告，进行开题答辩，该同学开题报告质量评定：检查内容评价选题意义与价值优秀 良好 一般 较差研究现状综述优秀 良好 一般 较差设计方案可行性优秀 良好 一般 较差参考文献搜集情况优秀 良好 一般 较差进度安排合理性优秀 良好 一般 较差结论：同意开题 本项满分 10分，评定分数： 。修改后开题 不同意开题开题答辩小组负责人签字：年 月 日长春大学毕业设计中期检查表毕业设计题 目自动控温的韧化机控制装置的设计学生姓名尹凯强学号021540138专业电气工程及其自动化指导教师吴旭志所在系室电气与自动化工程系职称讲师1.按计划完成情况检查检查内容评价研究内容是否有变更是 否是否按要求进度执行是 否初稿质量优秀 良好一般 较差译文质量优秀 良好一般 较差图纸/仿真程序/实验完成情况优秀 良好一般 较差递交材料是否齐全是 否存在问题及建议：2.评定分数本项满分10分，评定分数： 。检查人签字： 系、室主任签字： 年 月 日 长春大学毕业设计指导教师评定表毕业设计 题 目自动控