多功能实验台控制系统研究
|
摘要
本文结合工程实践对211工程子项目多功能实验台(主要测试齿轮动态性能)的控制系统进行研究。首先根据实验台的指标要求，给出整体控制方案，结合新型电子显控器件(可编程控制器、触摸屏、晶闸管调速模块)对实验台控制回路进行自动化研究，分析各个控制部分的控制原理、方法及实现，其重点是分析晶闸管直流电机调速部分的控制原理。其次，为了将实验中测得的各项数据方便直观的显示出来，在PC机上编写程序与PLC进行通讯，将采集到的数据以各种线图在PC机上显示出来，并可联接动力学分析软件进行机械动力学性能分析，其重点是对PC机串行口编程的研究，实际程序用C++Builder5.0来实现。此外，为有效的滤除一些噪声成份，最后对采集到的信号进行了数字化处理，主要是有限冲激响应滤波器与陷波器的设计。本文的研究成果是实验台的重要组成部分，对分析齿轮等传动零件的动力学性能具有相当重要的意义。
This article integrated with practice researches the control system of multifunctional experiment device which is one child item of "211" project and aims at testing dynamic characteristic of gear wheel. First we make out the whole scheme of the system according to the index requirement of experiment device, studies the control circuit of experiment device adopting latest electronic display and control unit such as PLC, touch screen, thyristor velocity regulator, and analyzes the theory, method, realization of control system the emphasis of which is control theory of tyristor DC motor velocity regulator. Second, in order to display the data collected in experiment, we make a program on PC to communicate with PLC and display the collected data in terms of chtirt,table,etc. Also it can be connected with dynamic analysis program so it can carry out mechanic dynamic performance analysis. The emphasis of the second part is serial port programming on PC using C++Builder 5.0. Furthermore, in order to get rid of the noise we process the collected data with digital means and the emphasis is the design of FIR filter and trap filter. The production of this article is an important part of experiment device and it is valuable to analyze dynamic performance of gear wheel and other transmission part.
This article integrated with practice researches the control system of multifunctional experiment device which is one child item of "211" project and aims at testing dynamic characteristic of gear wheel. First we make out the whole scheme of the system according to the index requirement of experiment device, studies the control circuit of experiment device adopting latest electronic display and control unit such as PLC, touch screen, thyristor velocity regulator, and analyzes the theory, method, realization of control system the emphasis of which is control theory of tyristor DC motor velocity regulator. Second, in order to display the data collected in experiment, we make a program on PC to communicate with PLC and display the collected data in terms of chtirt,table,etc. Also it can be connected with dynamic analysis program so it can carry out mechanic dynamic performance analysis. The emphasis of the second part is serial port programming on PC using C++Builder 5.0. Furthermore, in order to get rid of the noise we process the collected data with digital means and the emphasis is the design of FIR filter and trap filter. The production of this article is an important part of experiment device and it is valuable to analyze dynamic performance of gear wheel and other transmission part.
引文
1 秦树人．齿轮传动系统检测与诊断技术 重庆大学出版社 1999，12
2 唐增宝、钟毅芳．齿轮传动的振动分析与动态优化设计 华中理工大学出版社 1994，3
3 宋伯生．可编程控制器配置·编程·联网 中国劳动出版社 1998，12
4 徐世许．可编程控制器原理应用与网络 中国科学技术大学出版社 2000年
5 顾洪军．工业企业网与现场总线技术及应用 人民邮电出版社 2000，4
6 周希章、周全．电动机的起动、制动和调速 机械工业出版社 2001，7
7 李铁才、杜坤．电机控制技术 哈尔滨工业大学出版社 2000，12
8 陈振翼、伍恩华．电力拖动自动控制系统 纺织工业出版社 2001，10
9 赵文常．自动控制元件 哈尔滨工程大学出版社 1986，1
10 王鉴光．电机控制系统 机械工业出版社 1994，8
11 刘向群．自动控制元件电磁类 北京航空航天大学出版社 2001，12
12 彭鸿才．电机原理及拖动 机械工业出版社 1996，4
13 姚光国．电机拖动控制 上海交通大学出版社 1995，8
14 丁镇生．传感器及传感技术应用 电子工业出版社 1998，8
15 曲家骐．伺服控制系统中的传感器 机械工业出版社 1998，5
16 PI-100型转矩转速测量仪使用说明书 湘仪动力测试仪器有限公司
17 SD-5A六通道组合式电荷放大器使用说明书 北戴河实用电子技术研究所
18 传感中心(上册、下册) 西安中星测控有限责任公司
19 梁亦伯等．全数字直流电机调速系统的原理及数学模型 中小型电机 2001，28(6)P17～20
20 王华强．直流电机调速系统的工程设计方法的探讨 荆门职业技术学院学报 第17卷第3期 P32～39
21 任作新．远距离的PLC控制直流电机位置系统 微计算机信息 1999年第15卷第6期 P23～P25
22 李世基．微机与可编程控制器 机械工业出版社 1994，8
23 陈思雨、李景学．可编程序控制器应用软件设计方法与技巧 电子工业出版社 1992．10
24 邓则名．电器与可编程控制器应用技术 机械工业出版社 1998，5
25 周军．电气控制与PLC 机械工业出版社 2001，8
26 朱善君．可编程序控制系统：原理·应用·维护 清华大学出版社 1992，3
27 OMRON SYSMAC CPMlA可编程序控制器操作手册 上海欧姆龙自动化系统有限公司
28 OMRON SYSMAC CPM2A 可编程序控制器操作手册 上海欧姆龙自动化系统有限公司
29 宛延闿 C++语言和面向对象程序设计 清华大学出版社 1999，6
30 杨胜吉、黄业清 C++ Builder高级界面特效制作百例 中国电力出版社 2000，10
31 张万里、陈战林 C++ Builder 5．0高级开发技巧与范例 电子工业出版社 2001．9
32 钟建平、史惠茗 Borland C++ Builder使用技巧与配置指南 清华大学出版社 1999，1
33 余明兴、吴明哲等．C++ Builder 5程序设计基础教学篇 中国铁道出版社 2000，1
34 同志工作室．C++ Builder 5．0数据库开发实例 人民邮电出版社 2001，1
35 范逸之、江文贤、陈立元．C++ Builder与RS-232串行通信控制 清华大学出版社 2002，6
36 王本年 深入分析串行口通讯 计算机编程与维护 2002，12 P53～P59
37 高强、闰守才 利用C++Builder进行串行口通讯编程 山东电子 2001，4 P21～P23
38 Charles A. Mirho,Andre Terrisse. Communications Programming for Windows95 [J]. Microsoft Press,1995
39 AVOppenheim and RWSchafer. Discrete-time Signal Processing. Prentice-Hall,NJ, 1989
40 Tripp J, Tcheng P. Aerodynamic Stability Test Instrumentation Using Digital Signal Processing Technique
41 胡广书．数字信号处理—理论、算法与实现 清华大学出版社 1997，8
42 丁玉美、高西全．数字信号处理 西安电子科技大学出版社 2001
43 胡昌华等．基于MATLAB的系统分析与设计．西安电子科技大学出版社，2001．
44 楼顺天、李博菡．基于MATLAB的系统分析与设计——信号处理 西安电子科技大学出版社 1999
45 程卫国等．MATLAB5．3精要·编程及高级应用 机械工业出版社 2000，4
46 陈亚勇等．MATLAB信号处理详解 人民邮电出版社 2001，9
47 晶闸管智能模块(集成移相调控晶闸管模块)使用说明书 淄博市临淄银河高技术开发有限公司
2 唐增宝、钟毅芳．齿轮传动的振动分析与动态优化设计 华中理工大学出版社 1994，3
3 宋伯生．可编程控制器配置·编程·联网 中国劳动出版社 1998，12
4 徐世许．可编程控制器原理应用与网络 中国科学技术大学出版社 2000年
5 顾洪军．工业企业网与现场总线技术及应用 人民邮电出版社 2000，4
6 周希章、周全．电动机的起动、制动和调速 机械工业出版社 2001，7
7 李铁才、杜坤．电机控制技术 哈尔滨工业大学出版社 2000，12
8 陈振翼、伍恩华．电力拖动自动控制系统 纺织工业出版社 2001，10
9 赵文常．自动控制元件 哈尔滨工程大学出版社 1986，1
10 王鉴光．电机控制系统 机械工业出版社 1994，8
11 刘向群．自动控制元件电磁类 北京航空航天大学出版社 2001，12
12 彭鸿才．电机原理及拖动 机械工业出版社 1996，4
13 姚光国．电机拖动控制 上海交通大学出版社 1995，8
14 丁镇生．传感器及传感技术应用 电子工业出版社 1998，8
15 曲家骐．伺服控制系统中的传感器 机械工业出版社 1998，5
16 PI-100型转矩转速测量仪使用说明书 湘仪动力测试仪器有限公司
17 SD-5A六通道组合式电荷放大器使用说明书 北戴河实用电子技术研究所
18 传感中心(上册、下册) 西安中星测控有限责任公司
19 梁亦伯等．全数字直流电机调速系统的原理及数学模型 中小型电机 2001，28(6)P17～20
20 王华强．直流电机调速系统的工程设计方法的探讨 荆门职业技术学院学报 第17卷第3期 P32～39
21 任作新．远距离的PLC控制直流电机位置系统 微计算机信息 1999年第15卷第6期 P23～P25
22 李世基．微机与可编程控制器 机械工业出版社 1994，8
23 陈思雨、李景学．可编程序控制器应用软件设计方法与技巧 电子工业出版社 1992．10
24 邓则名．电器与可编程控制器应用技术 机械工业出版社 1998，5
25 周军．电气控制与PLC 机械工业出版社 2001，8
26 朱善君．可编程序控制系统：原理·应用·维护 清华大学出版社 1992，3
27 OMRON SYSMAC CPMlA可编程序控制器操作手册 上海欧姆龙自动化系统有限公司
28 OMRON SYSMAC CPM2A 可编程序控制器操作手册 上海欧姆龙自动化系统有限公司
29 宛延闿 C++语言和面向对象程序设计 清华大学出版社 1999，6
30 杨胜吉、黄业清 C++ Builder高级界面特效制作百例 中国电力出版社 2000，10
31 张万里、陈战林 C++ Builder 5．0高级开发技巧与范例 电子工业出版社 2001．9
32 钟建平、史惠茗 Borland C++ Builder使用技巧与配置指南 清华大学出版社 1999，1
33 余明兴、吴明哲等．C++ Builder 5程序设计基础教学篇 中国铁道出版社 2000，1
34 同志工作室．C++ Builder 5．0数据库开发实例 人民邮电出版社 2001，1
35 范逸之、江文贤、陈立元．C++ Builder与RS-232串行通信控制 清华大学出版社 2002，6
36 王本年 深入分析串行口通讯 计算机编程与维护 2002，12 P53～P59
37 高强、闰守才 利用C++Builder进行串行口通讯编程 山东电子 2001，4 P21～P23
38 Charles A. Mirho,Andre Terrisse. Communications Programming for Windows95 [J]. Microsoft Press,1995
39 AVOppenheim and RWSchafer. Discrete-time Signal Processing. Prentice-Hall,NJ, 1989
40 Tripp J, Tcheng P. Aerodynamic Stability Test Instrumentation Using Digital Signal Processing Technique
41 胡广书．数字信号处理—理论、算法与实现 清华大学出版社 1997，8
42 丁玉美、高西全．数字信号处理 西安电子科技大学出版社 2001
43 胡昌华等．基于MATLAB的系统分析与设计．西安电子科技大学出版社，2001．
44 楼顺天、李博菡．基于MATLAB的系统分析与设计——信号处理 西安电子科技大学出版社 1999
45 程卫国等．MATLAB5．3精要·编程及高级应用 机械工业出版社 2000，4
46 陈亚勇等．MATLAB信号处理详解 人民邮电出版社 2001，9
47 晶闸管智能模块(集成移相调控晶闸管模块)使用说明书 淄博市临淄银河高技术开发有限公司