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关键词： PLC   电气设备控制   冷却监控系统  

摘要： 为提高电气自动设备的稳定性,本文提出了一种基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller, PLC)电气设备自动控制进行冷却监控系统设计方案。首先针对电气设备冷却的重要性和传统冷却系统的局限性,对PLC技术进行概述。其次选取高效的PLC控制器、精确的传感器和快速响应的执行器,所设计的系统工作流程包括数据采集、数据处理与决策以及执行控制命令。最后软件选用西门子的Simatic STEP 7操作系统,采用TIA Portal和WinCC SCADA系统实现控制和数据处理。研究结果表明:PLC电气设备自动控制冷却系统确保了电气设备的高效冷却,提高了设备性能和使用寿命。

关键词： 立体视觉   联合收获机   检测系统   自动控制  

摘要： 智能联合收割机是目前作物收获的发展热点与研究重点技术之一,而确定田间地块边缘、未收割作物边缘、联合收获机直线行驶和在作物地头转向是实现全田间自动收获的基础。为此,设计了一种基于立体视觉下多种作物收获边缘快速检测方法,保持作物收获边缘在检测目标区域内,并提出了一种基于HSV(色调、饱和度和值)空间扫描的动态感兴趣区域提取算法,利用Ostu算法获得作物未收获面积,实现未收获作物边缘和作物末端边缘的同时检测,并根据作物收获末端边缘自动转向到下一个收割路径。田间验证试验表明:水稻检测准确率高于98%,玉米的检测准确率高于94%,平均处理速度为49frame/ms。研究结果表明:提出的基于立体视觉下联合收获机边缘检测及精准转向系统具有较高的工作精度和效率,可为提高作物收获性能提供技术参考与借鉴。

关键词： 舰载无人机   自转旋翼无人机   战队救援   自动控制  

摘要： 本文重点阐述了舰载自转旋翼无人机作为海军陆战队救援和物资投送的优势和必要性，以及重要关键技术和相应解决思路和方案，例如自转旋翼无人机舰船拦阻系统、舰船起降技术、路径规划中建立威胁模型等用于海军陆战队后勤保障机型所需要解决的技术难点。

关键词： 明渠输水   一维水动力模型   自平衡特性   安全扰动阈值   自动控制  

摘要： 长距离明渠调水工程中各类输水元件相互连接,在输水过程中各元件相互扰动,导致沿线水情复杂多变,水力调控难度大。本文针对明渠系统构建了非恒定一维水动力仿真模拟模型,反演分析了水力控制参数;基于参数率定后的水动力仿真模型分析渠道自平衡特性,并计算渠道水力安全扰动阈值;最后将安全扰动阈值作为约束嵌入到PID控制模型中,构建了考虑渠道自平衡特性的单站实时控制模型,保障工程在渠道水位安全变幅约束下,减少闸门无效调控次数,为调水工程安全平稳运行提供必要的技术支撑。主要研究工作及成果如下: （1）构建一维水动力仿真模拟模型。在此基础上辨识闸门综合过流系数和渠道糙率参数,提高仿真模型模拟精度。基于能量方程法,对闸门过流系数进行反演,并以刁河渡槽进口至淇河倒虹吸出口4座节制闸为例,得出节制闸综合流量系数与e/（H0-H2）最为相关,按照多种函数进行公式拟合后,发现二次型公式最佳,其R2均大于0.90,可较好满足水动力模型需求。同时,对各段渠池糙率进行率定,各段水位最大误差均低于0.1m,模型精度良好。 （2）分析渠道自平衡特性,计算渠道水力安全扰动阈值。以工程设计运行水位变幅、变速等限制为基准,通过对渠池最上游来水流量以及分水流量施加阶跃扰动,分析渠池水情变化特性,计算渠池水力安全扰动阈值。结果表明,自平衡能力主要取决于节制闸过流特性,当下游水位与节制闸开度保持不变时,来水扰动阈值和分水扰动阈值随上游边界流量增大而递减,即自平衡能力越弱;当上游流量边界与下游水位保持不变时,来水扰动阈值随闸门开度增大而增大,自平衡能力越强。来水扰动和分水扰动阈值与上游初始流量和闸门开度呈较好的二次函数关系。将来水扰动阈值与分水扰动阈值分别与初始流量以及闸门开度进行单变量及双变量公式拟合,结果表明计算安全扰动阈值时应使用双变量拟合公式,计算精度更好。 （3）设计了考虑渠道自平衡特性的单站实时控制模型。模型以安全扰动阈值作为触发条件,结合PID控制方法,并采用单目标粒子群算法进行参数优化。以研究区域渠池为例分别对来水扰动和分水扰动的不同工况进行模型验证,结果表明,考虑渠道自平衡的实时控制模型可以在保障渠道水位不超限制的情况下减少闸门超过30%的调控次数,有效提高控制效率。

关键词： 建筑施工   电气传动机械   谐振控制   自适应模糊PID  

摘要： 本文针对建筑施工电气传动机械中常见的谐振问题，对自动控制技术的应用进行探究。首先分析了谐振产生的机理及影响因素，然后比较了PID控制、自适应控制和模糊控制等常见算法的优缺点。在此基础上，提出了高精度谐振识别、自适应模糊PID控制算法和执行机构快速响应等关键技术。通过实验验证，所提出的控制方法在谐振抑制率、系统稳定时间和能耗指标等方面均优于传统PID控制。研究结果为提高建筑施工电气传动机械的稳定性和可靠性提供了理论依据和技术支持。

关键词： OBE理念   自动控制原理   课程思政   双闭环  

摘要： 立德树人是教育改革的根本任务，思政课是落实立德树人根本任务的关键课程。当前，部分院校的“自动控制原理”教学改革未明确给出课程思政的效果评价方法及持续改进机制，也未与课程思政有机结合。为解决这些问题，天津理工大学电气工程与自动化学院从OBE理念的角度出发，进行包含课程思政目标的确立、课程思政目标达成情况评价机制和课程思政目标持续改进机制建立的教学设计；针对“自动控制原理”课程的基本概念、系统建模、系统分析、系统校正和实验五个部分，进行思政内容设计；遵循“问题驱动—激发主动—持续改进”的原则，实施课程思政；在分析教学效果后，从教学方式、考核方式、评价方式等方面进行持续改进。

关键词： 生物质   循环流化床锅炉   花生壳热解   CFD仿真   配风自动控制  

摘要： 能源短缺和环境保护问题是全球正在探索解决的问题,而花生壳作为一种生物质,可以作为生物质锅炉的燃料,能够有效应对这些问题。尽管生物质锅炉技术持续发展,但目前已得到应用的生物质锅炉,在生产工艺上不尽相同,因此研究侧重于控制系统的开发与设计。生物质锅炉借鉴了燃煤、燃气锅炉的相关技术,依然存在产能剩余、配风欠佳等问题,并且成熟的燃烧工艺是针对常见秸秆（如小麦、玉米等）进行设计的,以花生壳作为燃料的生物质锅炉配风自动控制系统的研究较少。本研究对花生壳进行了热重试验,仿真分析炉膛内花生壳的燃烧特性,以及不同一、二次风口风速下炉膛内CO2质量分数分布特性,设计了生物质循环流化床锅炉的配风自动控制系统。本研究完成的主要工作内容如下: （1）为了分析花生壳的燃烧特性,开展了花生壳热重试验,结果表明:花生壳的热解分为四个阶段,230～530℃是花生壳热解失重的主要阶段,该阶段的失重量为80%,占热解过程总失重的89%,最大热解速率出现在325℃;不同粒径的花生壳粉末的热解过程大致相同,但也存在差异,花生壳粉末粒径越大,热解失重率越大,灰分越多,其热解反应活性越高;升温速率越快,热解反应越滞后,各个阶段的温度区间也越滞后,但热解过程的失重率越高。 （2）为了确定锅炉的一、二次风速的最佳风速比,基于FLUENT对炉膛内花生壳燃烧进行了计算流体力学（CFD）仿真试验。试验前分析了影响炉膛燃烧效率的因素以及花生壳粉末在炉膛中各阶段的燃烧反应,确定了花生壳粉末在炉膛中的燃烧效率与燃烧后产生的CO2质量分数呈正相关的关系。仿真试验以CO2质量分数为评价指标,以一、二次风口风速为变量,结果表明:从炉膛底部向上,CO2的质量分数逐渐变大;当炉膛只通一次风时,一次风口风速为4m/s时,炉膛内的CO2质量分数最大,炉膛的燃烧效率最高;当炉膛加入二次风口,一次风口与二次风口的风速比为3:2时,炉膛内的CO2质量分数最大,炉膛的燃烧效率最高。 （3）为了保证炉膛一、二次风风速比能够时刻处于最佳状态,设计了生物质锅炉的配风自动控制系统。根据功能要求,选用了PLC来设计控制系统,在PLC中设计了数据转换程序、PID控制程序、起保停及报警程序,经过HMI组态后进行调试,确定了设计的控制系统能够正常运行。

关键词： 智能温室   数据采集   Scada系统   自动控制  

摘要： 温室长久以来被用来提高蔬菜产量,事实证明,温室可以增加粮食供应,提高作物产量,减少水资源浪费。因此,利用温室种植的蔬菜在逐年增长。由于温室种植需要改进栽培方式并进行人工监测。因此,引入强大的控制系统来管理温室中复杂的生产流程非常必要。本研究旨在将基于PLC控制设备的SCADA控制系统应用于温室自动化控制系统中,主要研究内容如下: (1)查阅相关研究、实验和项目有关的资料,针对研究内容,制定出控制系统方案。确定了温室环境监测主要参数、研究方法和总体技术图纸计划。 (2)根据温室控制系统的规范,在研究温室模型的基础上,深入分析了需要控制的灌溉、通风、照明和供暖系统。根据控制要求,采购并安装了相应的自动化设备。利用树莓派(Raspberry Pi)设计了一个控制系统,用于收集室外环境的温度和湿度数据。 (3)安装控制系统设备后,分配了控制设备的输入和输出地址。随后,绘制了配电盘内的控制图和配电盘的连接图。然后完成控制系统的硬件安装。 (4)温室SCADA系统的配置基于功能强大的Indusoft Web Studio v8.0软件。使用MODTCP和SIETH等通信驱动程序在SCADA系统和PLC之间建立连接。SCADA控制系统包含众多功能,包括实时数据显示、图形显示、用户登录和访问级别、警报管理、事件摘要显示、曲线数据存储和传输。最后,从控制系统接收的数据存储在My SQL数据库中,用户可通过网络服务器访问这些数据。 (5)测试的目的是检查控制系统的自动运行情况。当环境温度低于18℃时,加热系统开始工作,当环境温度达到20℃时,加热系统停止工作。当测试的土壤湿度低于65%时,灌溉系统开始工作,当土壤湿度高于75%时,灌溉系统停止工作。在测试的温室通风系统中,当温室内的环境湿度高于80%时,温室通风系统开始工作。当温室内的湿度为75%时,通风系统停止工作。当测试照明系统的温室的照明参数低于Lux(lx)500时,照明系统开始工作。温室自动化SCADA系统的控制系统在自动模式下工作正常。经实验验证,满足设计要求。

关键词： 建筑电气设备   自动控制   硬件系统   软件系统   PID算法  

摘要： 在建筑空间内，合理调整温度并根据实际情况控制水、电等资源的用量，是提高建筑物使用效益、实现能源节约的重要途径。本文基于模糊PID控制器，设计了一种建筑电气设备自动控制系统。该系统主要由硬件系统和软件系统构成。硬件分系统利用传感器和多种芯片采集数据并进行记录和分析；软件分系统对采集到的数据进行计算分析，根据计算结果发布指令控制执行器动作。利用负反馈的模式可以动态比较实际值与监测值的误差，直到误差趋于零即代表取得了理想的控制效果。通过对自动控制系统实际运行效果进行对比分析，验证了控制系统在建筑物环境温度调整和资源节约等方面的实际应用效果。

关键词： 垃圾焚烧   发电   自动控制系统  

摘要： 发电自动控制系统是垃圾焚烧发电厂的重要组成部分，需对垃圾焚烧发电自动控制系统设计进行深入研究。本文以自动控制系统模块为基础，将某垃圾发电厂自动控制系统作为研究对象，从主蒸汽流量控制、热灼减率最小化控制、炉膛温度控制、烟气氧浓度控制等方面分析系统设计及运行情况，探析系统在100%、75%、50%负荷工况下的稳定性。