1. 研究目的与意义
本毕业设计以学院《计算机控制系统》课程为背景,研究基于计算机网络的电动机转速先进PID控制系统,完成相关软件开发。
具体任务和要求叙述如下:1) 在对国内外相关技术资料进行广泛调研、分析的基础上,根据课程设计实验要求、PID控制系统的设计特点,选择适当的控制方案;2) 以计算机控制技术实验装置为开发平台,设计电动机转速PID控制系统,在此基础上,进行软件调试,以达到相应指标;
2. 课题关键问题和重难点
本课题关键在于要找到合理有效的转速PID控制方案,并在Windows平台编程,利用网络传输技术,实现控制端对现场端的远程操控、实时监控、转速调节等功能。
PID控制是工业生产过程中最常用的算法,常用的数字式PID算法有三种形式,分别为:位置式PID控制算法、增量式PID控制算法、速度式PID控制算法,而先进PID控制算法,也有模糊控制、模型预测控制、神经网络控制、自抗扰控制等,如何选择合适的算法这是一个难点。
电动机转速的PID控制,以前曾在课程设计中有用matlab软件做过类似的模拟实验,有些许经验。
3. 国内外研究现状(文献综述)
本课题是以计算机为平台通过网络对电机进行数字PID控制,包含了PID控制算法、计算机控制技术、Windows网络编程。
PID控制是最早于上个世纪30年代发展起来的控制算法,由于其算法原理简单、鲁棒性好、适应性好、可靠性高,被广泛应用于工业过程控制。
借助计算机技术及网络技术的飞速发展、性能不断提高,用数字计算机代替模拟计算机调节器组成的计算机控制系统,不仅可以直接用软件实现PID控制算法,而且还能用计算机的逻辑功能,使PID控制更加灵活,在越来越多的领域内得到应用。
4. 研究方案
此课题的题材为计算机转速网络先进PID控制,包含了基本PID系统的所有要素。
在控制部分,采用常规PID控制可能无法达到预想的效果,即采用先进PID控制算法;在网络部分,使用VC 以客户端/服务器分别设计两个可执行程序,一方是服务器,另一方是客户机,客户机与服务器之间应先约定好一套数据传输规则,用以区别控制指令和数据;在程序部分,程序调用MFC库编写,程序能记录控制过程,应能与其它机器之间进行通信,完成控制与数据传输,程序拥有良好的用户UI界面。
5. 工作计划
第一周:根据任务书要求,搜集、查阅相关资料第二周:完成开题报告,外文翻译第三周:熟悉资料,调研与分析第四周:对几种典型算法进行重点分析与比较第五周:设计总体方案第六周:系统建模第七周:设计控制端系统第八周:软件开发与调试第九周:编制程序,形成系统软件第十周:改进与完善相关算法及软件第十一周:完成报告(论文)初稿第十二周:完成业务总结,论文定稿、打印装订及答辩准备第十三周:论文评阅、修改,准备答辩第十四周:论文答辩
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