电气专业毕业设计课件

电气专业毕业设计——毕业设计选题农业电气化与自动化：1一、毕业设计要求符合专业培养目标；应代表本学科的先进水平；一人一题；翻译至少一篇英文论文；开题报告；严禁抄袭；培养目标：具备电工电子、控制、自动化仪表、信息处理、系统工程、计算机及其网络等工程技术基础和专业基础。2二、选题从生产实际和科研项目中选题；从市场需求中选题；从教学实践中选题；从专业发展前沿；从毕业实习单位和即将工作的单位要求；学生爱好注意的问题：课题难易程度与自己能力想适应课题避免过大要有铺垫和基础（比如资料的占有、试验条件…）3三、开题报告国家级项目、省部级项目、横向合作项目、校级项目、自选项目；基础型、应用基础型、应用型、调研型；4一、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势二、研究的主要内容及预期目标三、研究方案四、论文进度安排五、主要参考文献开题报告主要内容5一、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势研究背景：我国是水果生产和消费大国。来自２０００年全国果业学术研讨会的资料表明，中国目前的水果种植面积为８４０万公顷，占世界果树总面积的２１％左右；水果年总产量达５９００多万吨，占世界果品总产量的１３.４％，这两项指标都已跃居世界第一[1]。随着我国人民生活水平的逐步提高，对水果的消费需求越来越大。国家统计局农调总队的一项调查表明，我国居民个人水果消费总量由１９８１年的１５０万吨上升到２０００年的３７３０万吨，１９年间增长２３．９倍；平均每年增长１８．２％。预计到２００５年，我国的水果消费总量将达到５０００万吨[2]。随着“三农”政策的不断贯彻落实，我国的果农人口总数将不断增加，水果消费总体上呈不断上升的趋势[3]。常见水果桃、梨、苹果等容易遭受桃小食心虫、梨小食心虫的侵害，橘中会用蛆虫侵害。同时一旦有水果受虫害，很容易扩散，引起更大面积水果受损。由于此类虫害可以寄生于水果内部，早期不容易发现，给水过生产和销售带来很多不利[4]。在了解了解水果内部虫害的基础上，用红外光照射水果，基于红外吸收光谱和虫的红外吸收光谱范围不同这一原理，实现对水果的无损检测。研究意义：目前已经有利用计算机视觉和图像处理技术对水果进行品质无损检测和自动分级的技术[5、6]。同时市面上也有利用红外对水果中蛋白质[7]，糖分[8]的含量等指标的检测装置，运用红外光谱分析仪，通过红外光谱的吸收峰值进行检测，该设备价格昂贵，不利于在实际生产生活中推广。同时现在还没出现检测水果内部是否6遭受虫害的技术和设备，对于本校电气专业的同学来说是一次全新的尝试（浙江大学在该方面研究的较多），如若本次实验能取得成功，将为本校以后在红外方面的研究提供更多具有实践意义的经验。随着生物进化的不断进行，虫害也朝着多样性方向发展，很多潜在的虫害危机具有不可预测性，像广元蛆虫柑橘这种情况在没将实物剖开之前是无法用肉眼或经验辨认的。项目拟在了解水果内部虫害形成机理的基础上，采用卤钨灯照射水果[9、10]，用窄带滤光片滤除红外光，光电转换芯片接收所滤出的红外光，根据水果和虫不同物质的红外吸收光谱的波段不同这一原理，检测水果内部是否遭受虫害，并将检测信号进行放大，A/D转换，单片机等一系列处理，设计出便携式水果内部虫害检测仪。研究结果可以填补我校在这个方面的空白，对水果可以进行准确的检测，对水果实现标准化生产具有直接的指导意义。本检测仪的开发设计将会有较高的实用价值和广阔的经济前景。该仪器可以用于多种水果的检测，可及时发现水果内部的虫害情况。从而可以给商家提供及时的补救机会；同时，也可以让消费者放心、安全地食用水果。主要应用于如以下几个方面：（一）对于工厂，可以利用该仪器在水果批量生产时进行检测，避免好坏水果之间的相互感染，增长水果的保存时间。（二）对于果农，则可以在果实还未成熟的时期就可以进行对水果的检测，及时发现虫害，从而给果农更多的补救机会。（三）对于较大的个体水果经商户，可以利用该仪器的检测，让自己的水果保持较好的质量，从而在减少不必要的损失的同时让消费者购买到放心、优质的水果，给自己增加信誉度。因此，该仪器可以给水果产业的生产、销售提供更多的保障。研究现状：近几年红外检测技术快速发展，其应用领域已拓展至食品科学、农作物生长信息检测等领域[11、12]。因此、拟选择用红外线的方法来对水果内部虫害进行检测。7随着检测手段的不断完善，检测仪的不断发展，，质量检测工具的科技含量也在不断的增加。无损检测（NDT）技术是在不破坏被检测对象的前提下，运用各种物理方法如声、光、电、图像视觉技术等手段对物料进行检测分析的一种方法和技术。一般是从外部给待测物一个能量待测物受激励能量影响时从输入和输出的关系可以获得待测物的物理化学特性。此法在获取样本信息的同时保证的样本的完整性。常用的方法有力学法、电磁学法、光学法、放射性法等。随着现代物理学、材料科学、微电子学等技术的发展，无损检测技术也迅速的发展起来。近红外光谱分析与计算机图像技术的复合与集成,有力地推动了近工业中质量控制和热学等多个方面。无损检测具有非破坏性、随机性、现场检测等优点，且监测数据可以连续性采集，并通过对数理分析和逻辑判断，能够较准确地推定出质量的状况[13]。从20世纪60年代开始，NIRS逐渐应用到水果品质检测中[14]。1986年，近红外光谱国际委员会成立，标志着经红外光谱技术进入一个新的发展阶段。近50年的研究，利用NIFS可以检测苹果、梨桃、柑橘、草莓等多种水果的品质（如外形、含糖量、含酸量、含水量等），国内外一些公司和科研部门研制了检测仪器，为水果产业的发展做出了重大贡献。发展趋势：随着红外技术的推广，红外满方的检测仪器将朝着快速、便携、低成本、低功耗以及自动化的方向发展。（1）快速性要求检测的时间短，能迅速得到检测结果，以适应水果利用红外的在线检测和水果的生产，销售。8（2）便携，体积小，能够在离线、现场后在线环境下，实现水果的品质的准确，无损检测。（3）低成本，价格便宜，是普通老百姓买得起，用得起。（4）低功耗，易于操作，检测人员不需要对仪器进行复杂的调整，只需启动几个按钮就可以对水果进行检测。（5）自动化，能方便的与pc机进行通信，处理检测测数据，建立水果品质数据库，监测水果的生产，销售的各个环节。9二、研究的主要内容及预期目标研究的主要内容项目拟在了解水果内部虫害形成机理的基础上，采用卤钨灯照射水果，用窄带滤光片滤除红外光，光电转换芯片接收所滤出的红外光，根据水果和虫不同物质的红外吸收光谱的波段不同这一原理，检测水果内部是否遭受虫害，并将检测信号进行放大，A/D转换，单片机等一系列处理，设计出便携式水果内部虫害检测仪。（一）、红外检测部分，该部分是实验的关键，需找准水果和虫红外吸收的区别，合理布置光源，设计好遮光系统，减少消除自然光的干扰，尽量减少红外光的流失。（二）、单片机信号处理，放大光电转化后的信号，进行多次比较，整合出有虫和无虫水果反应在电压上面的情况，找到总体规律，以便于区别水果中是否存在虫害预期目标1、设计开发出便携式水果内部虫害监测仪一套2、在国内刊物上面发表一篇论文10三、研究方案1、检测部分用红外漫透射的方法，亦即用卤钨灯照射水果，卤钨灯的光谱覆盖范围广，发光波长范围350～2500nm，发射强度比钨灯强，用24v，150w卤钨灯作为光源。双光源，增加光照强度，再用集光器收集投射过水果的光，滤光片滤除红外光。1、光源

2、水果

3、遮光棉

4、水果托盘图一、光源布置图

1、凸透镜

2、光通路

3、光电换接口转图二、集光器图112、监测仪设计用opt101光电转换芯片接收光，将模拟信号转化位数字量，利用单片机对采集到的红外信号进行处理，给出水果是否遭受虫害的结论，通过声光报警和LED显示。3、系统测试

系统构建完成后，对系统进行测试，考虑各种可能的情况，考察系统的抗干扰能力、稳定性、快速性等。对系统不断优化和改进。12四、论文进度安排现已完成的工作：

已经购买回单片机，A/D，光电转器，卤钨灯凸透镜等实验器材光源照射，集光器系统已经完成焊接完了部分电路，大致框架已经完成

近期安排：

1、2009年6月——2009年7月底，继续攻破红外检测部分，改进焊接电路，完成设计检测仪的后续工作2、2009年7月底——2009年7月中旬撰写论文，发表

13五、主要参考文献[1],中国水果种植面积和产量双居世界第一,2000[2]中国信息报2001年9月17日[3]农业科技网[4]阮逸，王培道，叶建平，中亚热带果树病虫害防治，[J]，中国果业信息，2009年第26卷；23-24页[5]杨磊，陈坤杰，近红外光谱在水果内部品质检测中的研究进展，江西农业学报,2008.20(1):76-81[6]HernandezGomez，

GarciaPereira，何勇，水果蔬菜品质的无损检测方法的研究与应用，浙江大学学报，2004.30（4）：369-374[7]NilsBB.StfanR.Thestandardizationofinfratec1221nearinfraredtransmissioninstrumentsintheDanishnetworkusedforthedeterminationofproteinandmoistureingrains[J].JournalofNearInfraredSpectroscopy.1995,3(1):35-42[8]LarrahondoJE,PalauF,NavarreteA.etul.Benefitsandanalysisofnearinfraredspectroscopicapplicationsinsugarcane[A].DaviesAMC,GiangiacomoR.NearInfraredSpectroscopy.Proceedingsofthe9thInternationalConference[c].Chichester,UK,NIRpublications.199914[9]范国强.基于近红外光谱技术的苹果内部品质在线检测的机理研究.博士.山东理工大学.2007年03月[10]田海清.西瓜品质可见/近红外光谱无损检测技术研究.博士.浙江大学.2006年8月[11]邱白晶,刘保玲,吴春笃,等.近红外处理技术在农业工程中的应用[J].农业工程报,2005,21(5):102-106.[12]吉川年彦.用近红外分光法无损评价农产品品质[J].[日本]近畿中国农研,1998,76:35-39.[13]曾琼，肖江文，袁建辉.浅谈无损检测技术的发展与展望.[J]计量与测试技术2006年12期[14]付兴虎，付广伟，毕卫红.近红外光谱技术在水果品质无损检测中应用的研究和现状[J].红外

2008年2月，27卷，第2期151．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及系审查后生效；2.凡所列栏目填写不下的，可以另加附页。3.本表采取双面复制（复印），且保持原格式不变，纸张限用A4（页边距为上、下：2.5cm,左为2.6cm,右为2.1cm；字体为宋体小四，行间距为18磅。），装订要整齐。

填表要求：16四、文献检索电气常见期刊《电子测量技术》、《电子与信息学报》、《电气自动化》、《自动化学报》、《电信技术》、《消息与决策》、《控制理论与应用》、《中国电机工程学报》、《controlandcoputers》、《IEEEcontrolandsystemMagazine》…………..17检索工具：EI（工程检索）、SCI（科学引文检索）、ISI（科技会议录检索）国内检索系统：万方、维普、超星、CNKI、中国学位论文全文数据库、中国会议论文全文数据库、中国优秀博士硕士论文数据库；国外检索系统：AIP电子期刊数据库、APS电子期刊数据库、springer全文电子期刊、IEEE…..18五、论文要求见学校通知（教务处网页有格式和范文）正文是毕业论文的核心内容，包括前言、主体、结论三大部分。通常对正文字数（包括标点符号、图表等）都有一个要求。例如对统招本科生一般要求为6千字左右，通常不能少于5千汉字、但也不提倡过多、不要超过2万汉字。19六、毕业设计常用工具Matlablabview（虚拟仪器）Pspice（通用电路分析程序）Keilc51（MCU开发和仿真）CPLD/FPGA（复杂可编程逻辑器件、现场可编程门阵列）Protel组态软件（组态王、力控、天工、controlx…）VC、VB20供选毕设题目

(仅供参考，题目可以自选，与老师协商后定题，开题报告完成后，不允许换题)一、运动控制系统类毕业设计运动控制系统是以电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的知道下组成的电气传动自动控制系统。无位置传感器永磁直流无刷电机的控制高层建筑供水系统的设计基于plc的编织袋糊口机电气控制系统城市恒压供水系统设计电梯控制系统设计…21二、过程控制类毕业设计构成控制一般指冶金、石油、化工、机械、电力、轻工、建材等工业部门生产过程的自动化，即通过采用各种自动化仪表、电子计算机等自动化技术工具，对生产过程的某些物理参量进行自动测量和控制，以得到最优的技术指标，提高经济效益和生产效率，节约能源和改善劳动条件等。锅炉DCS系统设计冷热水混合系统的解耦控制大时滞过程双自由度自整定内膜控制基于plc的热泵供气dcs子系统设计基于plc的单晶炉温度控制系统隧道窖温控制系统设计22智能型温度测量控制器的设计基于单片机的锅炉蒸汽温度控制系统的设计交流变频稳压电源的设计基于mcs-51单片机的信号发生器超声波测距系统的设计予制作基于XX单片机的温度控制系统高精度家用电子秤的设计与制作智能小车控制器基于单片机的打浆控制循迹小车的设计制作高精度大屏幕LED日历时钟基于I2C总线的XX单片机控制系统分布式监控系统中采集控制器的设计三、单片机及嵌入式系统嵌入式系统一般指嵌入式微控制器、dsp处理器、嵌入式微处理器和嵌入式片上系统等所组成的系统。23四、供配电系统类供配电系统是电力系统一个重要的组成部分，是电力系统中110kv及以下电压等级，对某区域或某工业企业进行电能供应和分配的系统。某冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计某塑料厂全厂总配变电所及配电系统设计某电机厂总降压变电所及高压配电系统设计某机械厂机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计XXX输电线路设计24五、PLC+组态软件PLC是一种以计算机技术为基础的工业控制器1、基于plc的电动机综合保护系统设计2、基于olc的智能交通控制3、plc交通灯控制4、公路收费系统-plc车道控制系统5、基于plc的恒压供水系统的设计6、基于VB的火电厂烟气监测系统的远程数据传输系统的设计7、基于plc的冗余软启动自动控制系统8、基于工业网络的电梯群自动控制系统9、自动化仓库plc控制系统的设计10、基于plc的刀具库的控制25六、电源类设计1、基于dsp的交流电机变频调速系统2、独立光伏发电系统优化设计3、ups电源替代小型水电杂站停机事故4、可编程电源设计5、信号可编程给定器的设计七、数字仿真类用matlab对直流电机可逆调速系统的仿真2、基于pwm控制的并联型电源电力滤波的matlab仿真3、计算机仿真技术在逆变焊接电源中的应用4、异步电动机转矩控制系统的matlab仿真261、简易室内甲醛检测装置设计2、机床振动检测3、便携式酒精测试仪设计4、高速数据采集系统设计与实现5、烟道气成分检测八、检测类（传感器+labview）27附开题报告范文28工业的切人点，不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择，同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。电池、电动机和能量转换控制系统是新能源汽车最主要的部件，而电池要实现快速充电、安全等高性能，是技术门槛最高、利润最集中的部分，投资新能源动力电池需要时间和技术的积累。由于电动汽车性能的优劣主要取决于车载动力电池之比能量、比功率、充放电之电流大小及速度，以及充、放电循环寿命之长短等各项指标，同时电池之制造成本高低，循环寿命长短决定了电动汽车的成本，所以在现在和将来研究着力点在于电池和电池充电器技术上[12]。由上面的分析可以看出，研究电动汽车充电器具有重要意义。2.国内外研究现状和水平虽然新能源汽车动力电池及充电器发展前景好，但目前要形成市场化仍然偏低，离真正产业化尚需一段时间，而且，动力电池企业要真正做大做强，还要经受产业规模化、大比例研发投入和国外巨头挤压的考验，动力电池要想在短期内大规模商业化还不现实，原因主要除了有生产成本高，存在不少技术瓶颈之外，基础设施配套几乎为零，基础设施主要包括一些标准化的电源和充电器或者充电站等[4][11]。近年来各个国家研究得比较多的电池有锂电池和燃料电池，其中燃料电池虽然具有能量转换效率高和“零排放”特点，因而成为电动汽车的候选电源。然而根据各国燃料电池的发展情况表明，燃料电池系统使用寿命太短，成本价格太高，系统可靠性有待提高，氢源系统也需要优化，所以离商品化还有很长的道路。[2][3]锂电池具有工作电压高、比能量大、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等优点，成为近几年来受到关注的研究热点，但是对充电保护电路也提出了比较高的要求。29因此要在动力应用领域方面还需要解决一些问题，特别是充电保护方面存在的一些问题，如作为动力电池工作电流电压都比较大，电池组过充，过放以及短路等异常情况均会造成严重破坏，甚至爆炸，危及人身安全。第二出于成本效率等方面考虑，动力锂电池的应用必然是串联甚至并联使用。因此即使每个单体电池的性能完全能够满足实用要求，并且精密选配，电池组性能很可能不能满足要求，因为不同的单体电池在使用过程中特性会出现微小差异，不良的充电方式会使这种差异加剧，最终会影响整个电池组性能，导致过充、放电问题[5]。目前我国电动汽车研究已取得阶段性成果，已经完成了电动轿车、电动中型客车和电动大型客车的开发工作。在我国大中城市都普遍存在着十分严重的交通问题和汽车尾气排放污染问题，电动汽车是一种非常理想的中速和短途的日常公共交通工具，因此在我国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。3.发展趋势据了解，近日，我国吉林省已经投入生产了一种新型纯电动中巴车，这种车充一次电仅需20分钟预计09年6月首批产品将上线，这种新型纯电动汽车采用磷酸亚铁锂作为动力电池材料，具有高度的安全性和2000次以上的循环寿命，能大量缩短充电时间，增加行驶里程。在欧洲，奔驰燃料电池汽车也将于2009年第二季度或第三季度在欧洲市场率先限量发售，奔驰一次充电行驶里程可达120英里。还有其它许多国家在这方面都有很大的突破，比如日本，韩国，美国等，由此看来，电动汽车将是发展的一个趋势，因此在将来几年研究具有安全性，可靠性，经济性的充电器将是一个热点[14]。30二、研究的主要内容及预期目标1.主要内容该充电系统是一种非接触式充电[10][16]，并在充电过程中对电池具有保护作用，不会因个别过充，欠充而引起爆炸等事故发生。能够使锂离子电池组中的所有电池都正常的充电式本系统中最关键的部分。(1)要了解最基本的充电原理。参考一些这方面的书籍及文献等。(2)了解锂离子电池的基本特性，单节锂电池充电比较简单，不容易出现过充过放等问题，但是一般电动轿车使用的锂离子电池规格一般为200Ah、200V，需要75节左右电池串联供电，功率更大的电动客车使用的锂离子电池需要125节左右电池串联供电，面对如此大功率的锂离子电池组，且在电池组的串联使用中容易出现过充和过放，最终导致电池组容量的大幅度下降和电池组使用寿命的严重缩短。因此要充分了解锂离子电池组充放电的电气特性。(3)了解锂离子电池组充电方面的研究现状，学习现有的充电技术，总结其优劣并进行改进。(4)了解并学习matlab和protel仿真软件，并能熟练运用。(5)学习单片机的基本原理及其应用，分析其在该系统中的功能。并能用c语言在其中编写程序。(6)最后运用所学和所了解的知识设计出该系统，并对其进行仿真，分析其特性。312.预期目标通过仿真软件进行仿真分析，该系统应达到以下要求（1）在安全性方面。本系统采用单片机内部的A/D转换器采集信号，精度应比较高，并且有均衡电路可以随时调节各电池的电压，使它们具有大致相同的电压，所以应具有一定的安全性。（2）均衡性方面。因为采用了均衡电路，所以即使电池组各单体电池初始状态非常不均衡，再通过均衡电路进行调试，即可保证每节单体电池和整个电池组都处于正常的电压。（3）可靠性。在软件方面，采集信号的准确性是非常关键的。由于硬件电路成本低，空间小，元器件精度低，工作电流比较高，信号受干扰，所以，程序应通过多重复杂的校验措施，如果单片机在控制过程中发现异常，可以切断MOS场效应管或充电主电源。只要单片机工作正常，就不会过充而爆炸。在硬件方面可使用看门狗，确保CPU迅速复位，还可切断主电源，而充电主电源只有在CPU干预之下才能够闭合接通。（4）经济性。该系统中心控制单元为单片机。单片机价格便宜，功能齐全，抗干扰能力较强，基本不需要外部译码控制元件与电路。所以整体成本非常低廉[1]。(5)最后根据仿真确定的电路图尽量做出实物。32三、研究方案整个充电系统由充电电路，均衡电路,快充慢充转换电路，显示模块等组成。连接这几种电路的枢纽就是控制电路，以单片机为核心，整个系统框图如后面的图。

（1）根据锂离子电池的特性确定其传递函数，建立模型，在matlab里面对其仿真，确定单节锂离子电池的充电特性。（2）设计电池组的拓扑结构[8]，主要采用并联充电，串联放电的拓扑结构。在充电时，对若干节电池单体单独进行充电；放电时，电池单体串联工作。这种设计的不足之处主要在于串并联转换接插件具有比较多的引线，再加上其他保护要求，比如过温保护等会