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ISBN: (纸本)9787302589150

摘要： 高校教师在课堂讲授专业知识的同时,应该在授课过程中体现思想政治元素。本文从《自动控制原理》中的重要知识点出发,充分发掘其中所含思政元素,构建融合思政内容负反馈的双闭环教学模式,形成了思政负反馈为内环、专业知识负反馈为外环的授课模式。从而探索出一条融入思政知识的《自动控制原理》课程改革道路。

ISBN: (纸本)9787040565805

关键词： 自动控制原理   课程思政   建设  

摘要： 本文从简单介绍《自动控制原理》课程入手,分析了《自动控制原理》课程思政建设的原因,即响应了习近平总书记和当前时代的号召,适应了《自动控制原理》课程教学改革的需要。并认为《自动控制原理》课程思政建设是为了培养高技能、高素质的全面人才,为此应科学融入国内外有关的先进思想,改正学生学习中的不良态度、思想和行为,在讲授《自动控制原理》每章节的理论知识时,找到与思想政治教育的契合点,引入名人事迹、人生哲理、为人处世道理等思想政治内容,循序渐进地完成立德树人任务,进一步提升高校教师育德意识与育德能力。

关键词： 自动控制原理   实验教学改革   递进式教学法   MATLAB仿真   模拟电路仿真  

摘要： 自动控制原理是应用型本科院校自动化类专业的一门主干基础课程。该课程应精选实验教学内容,恰当地安排实验时间,改革实验教学方法,将MATLAB仿真分析和电路模拟实验有机结合起来,形成递进式实验教学,同时,引入过程性和综合性评价考核机制。改革后的实验教学,显著提高了学生的学习兴趣,增强了学生的动手实践能力、工程意识与素养。

关键词： AT89C51单片机   传感器   液晶显示   自动控制  

摘要： 本设计为基于51单片机控制的智能油烟机。在具有传统油烟机功能的同时,增加了传感器检测模块、AD转换模块、液晶显示模块、按键检测模块、风扇控制模块、GSM模块、报警模块等模块,实现当天然气灶产生的油烟浓度达到阈值时,油烟机自动启动,将厨房内产生的油烟迅速排出,并实现发送短信、智能调节风速、危险报警等功能。

关键词： 配水间   数字化   自动控制  

摘要： 喇嘛甸油田采取集中配水工艺,目前配水间存在着注水精度不够、调节强度大、夜间注水无人监控及配水间无人值守等问题,针对存在问题,开展了"机械手自动调节装置"和"注水智能一体化装置"两项技术研究,并对其适应性及投资费用进行了对比论证分析。

关键词： STM32   自动控制   数据采集   LoRa   故障监测  

摘要： 近年来,绿色环保和节约能源等热点问题引起了广泛的关注,而我国在路灯节能方面还存在许多不足。同时我国大部分路灯还采用传统的单一控制方式,不能对某一部分或某一个单灯进行精准控制。此外,现有路灯系统需要现场人工巡检和故障排查,对路灯故障点不能及时有效地发现和维修,影响道路交通的畅通性和路灯的有效性。再者,传统路灯缺乏统一的管理监控平台,会造成路灯系统信息管理混乱,信息资源不能统一的整合和监控。针对以上现状,本文设计了一种基于LoRa无线通信技术的路灯自动监控系统,系统对LoRa网络拓扑进行了设计,采用级联组网方式,以STM32系列的MCU为核心处理器,通过MCU采集路灯相关参数,并将相应的数据通过LoRa级联网络转发路由至LoRa协调器,最后通过4G模块将数据发送至后台管理监控系统,同时后台管理监控系统也可下发相应的控制指令来监控路灯。本文对路灯终端软硬件系统和后台管理系统进行了设计与研发,并对加权数据融合算法进行了改进,将其应用到多光照传感器数据融合中,同时系统还设计有PWM波调光控制和自动故障识别。研究发现,改进后的融合算法能够有效地提高多光照传感器数据融合的准确性,在本文选择的控制策略条件下,有PWM调光控制的路灯能节约45.74%左右的电能,具有自动故障识别的路灯能及时有效的发现故障点和故障原因。此外,本系统可以根据不同的控制环境提供不同的控制方式,所研发的统一管理监控平台能对路灯系统进行实时监控以及相关数据的可视化服务。本文研究和设计的路灯自动监控系统不仅适用于绝大部分的道路照明,也能嵌入到现有路灯系统中。经试验验证,本系统稳定可靠,数据采集准确,能广泛应用于路灯系统中,为社会节约电能,能有效地提高路灯科学管理水平以及提升路灯所在地区的形象,具有良好的工程应用价值和商业推广价值。

关键词： 荞麦   割台高度测控   拨禾轮转速控制   STM32  

摘要： 目前针对荞麦收获研究并投入生产的专用机械较少;现有的收获方式机械化,自动化程度较低,作业人员工作强度大。联合收获过程中割台高度调整不及时和拨禾轮转速与前进速度的轮速比λ选取不合理,常导致割台触地、割台损失大等问题。本文旨在设计一种荞麦联合收割机割台自动控制系统,来取缔割台的手动操作的控制方式。对荞麦联合收割机自动化与智能化的发展具有一定参考价值。主要内容包括:（1）通过试验验证了M18型超声波传感器的测量精度满足测量需要,通过数据计算得到开扩角为15.2°;设计了一种伸缩筒式防干扰装置和超声波传感器与机械仿形机构结合的间接测量割台高度的装置。其中仿形机构长度为560mm,随割台高度变化而上下运动的范围为300mm,对应超声波测量量程为90mm。伸缩式仿干扰装置直径为54.33 mm;有效解决了超声波传感器测量中受到干扰的问题。通过对现有的割台升降液压系统加装电磁换向阀实现了割台高度的调整。（2）割台高度测控信号调理电路及软件系统设计。设计了控制器与超声波传感器的供电电源转换电路,电磁换向阀驱动电路以及将超声波传感器模拟量0～5V线性转换为0～3.3V的信号调理电路。设计了割台高度调节的模糊PID控制器,在阶跃信号下,系统响应的峰值时间为0.75s,调节时间为2.5s,超调量为3.33%;相比于传统PID算法控制,响应速度提升了60%,超调量减少66.67%,具有更好的动态响应特性和鲁棒性,更适合在田间环境中对于割台高度的控制。（3）拨禾轮机构工作性能分析与液压执行系统设计。通过对拨禾轮机构的运动学分析,计算得到了适合荞麦收获的轮速比λ=1.862,此时拨扶范围无重叠区域,且在水平方向上向割台的拨动距离最大。拨禾轮转速范围110r/min,转矩为36N·m,通过计算完成了拨禾轮液压驱动系统的设计与元件选型。（4）拨禾轮转速控制系统与软件系统设计。使用线数为1024的增量式旋转编码器,四倍频脉冲计数技术和兼容低速和高度测量的M/T法来进行前进速度与转速的测量。在AMESim软件中模拟了液压马达驱动拨禾轮转动,对于系统调速功能进行仿真。仿真结果表明在PID算法控制下,输入为阶跃信号时,系统响应的调整时间为1.5s,峰值时间为0.14s,超调量为7.2%,该系统的鲁棒性好,响应快;对于正弦信号跟踪性测试时,除部分时间段内响应曲线有振荡现象外,拨禾轮转速控制最大误差为18r/min,。

关键词： 水产养殖机械   投饲装置   悬浮速度   自动控制  

摘要： 我国是世界水产养殖第一大国，随着国家经济的持续增长和人民生活水平的日益提高，市场对水产品的需求也一直呈增长趋势。现阶段我国水产养殖机械与国外相比，在自动化、精准化等方面存在很大差距，国内在投饲环节主要采用人工投饲或人工开启的投饲装置，存在劳动强度大、投饲不均匀且投饲量难以准确控制等缺点，导致饲料浪费和水质污染。为了实现定时定量自动投饲，本课题在测定分析水产饲料悬浮速度的基础上，设计了一种气送式自动投饲装置，开发了以ArduinoMega2560开发板作为核心的控制系统，实现了现场和远程定量自动投饲功能。主要研究内容和结果如下：　　（1）开展了水产饲料悬浮速度试验研究。以膨化饲料和硬颗粒饲料为研究对象，通过自制悬浮速度测定试验台，测定不同粒径（1mm~4mm）和不同含水率（5%~25%）样品的悬浮速度，分析了粒径和含水率对水产饲料悬浮速度的影响规律，研究水产饲料悬浮速度与粒径和含水率之间的相互关系，建立了关于粒径和含水率的水产饲料悬浮速度预测模型。试验结果表明，粒径和含水率对膨化饲料和硬颗粒饲料的悬浮速度均具有极显著影响（P＜0.01），而粒径和含水率的交互作用对悬浮速度的影响不显著（P＞0.05）;膨化饲料和硬颗粒饲料的悬浮速度均随粒径和含水率的增加而增加，且粒径对悬浮速度的影响比含水率更显著;膨化饲料悬浮速度的三阶预测模型和硬颗粒饲料悬浮速度的双因素交互预测模型效果最佳，其决定系数R2分别为0.9931和0.9591。通过试验验证，膨化饲料和硬颗粒饲料悬浮速度预测模型的相对误差值范围分别为±5.4%和±6.1%，表明所建立的模型可以实现对膨化饲料和硬颗粒饲料悬浮速度的预测。　　（2）设计了气送式自动投饲装置机械结构。气送式自动投饲装置主要由称重装置、叶轮喂料器、输料装置和抛撒机构4大部分组成。其中，称重装置包括称重传感器、料斗和机架等零部件;叶轮喂料器包括叶轮壳体、叶轮轴、轴承、叶片、减速电机和联轴器等零部件;输料装置包括风机、流场接头、通风软管、接料斗和输料管等零部件;抛撒机构包括UCFLU外球面轴承、抛料头、摇杆、曲柄、丝杆、鱼眼轴承和减速电机等零部件。依据设计要求，针对关键零部件进行了设计计算与选型，并确定气送式自动投饲装置的主要技术参数，制作了气送式自动投饲装置样机。　　（3）开发了以ArduinoMega2560开发板作为核心的控制系统。以ArduinoMega2560开发板作为控制核心搭载模数转换模块、时钟模块、蓝牙模块、液晶显示屏模块、继电器模块、开关电源和矩阵键盘等器件。依据预期功能，针对相关器件进行选型并确定开发板的输入/输出点分配，设计了控制系统的线路连接图。利用ArduinoIDE编写了控制系统程序，使投饲装置具有现场控制和远程控制2种工作模式，依照预先设定的起始投饲时间和投饲量实现定时定量投饲功能。另外，利用APPInventor2应用制作平台设计了手机投饲应用软件界面，主要由蓝牙选择按钮、断开蓝牙连接按钮、投饲次数选择按钮、投饲参数输入文本、数据保存按钮、数据发送按钮及反馈信息接收文本组成。经过远程调试，应用能够及时、准确地实现定时定量投饲功能。　　（4）开展了气送式自动投饲装置性能试验。利用制作的样机分别开展了称重传感器校核与称重精度、投饲效率和饲料破损率试验。首先对投饲装置的称重精度进行测定，投饲装置称重精度的相对误差范围在±0.1%内，称重精度良好。其次，测定了不同粒径样品的投饲效率，粒径为2mm、3mm和4mm的膨化饲料的投饲效率分别为263.1kg/h、227.0kg/h和204.8kg/h;粒径为2mm、3mm和4mm的硬颗粒饲料的投饲效率分别为575.6kg/h、524.7kg/h和494.5kg/h，均大于投饲装置的理论投饲效率，满足设计要求。最后对投饲过程中饲料的破损率进行测定，粒径为2mm、3mm和4mm的膨化饲料的破损率分别为0.179%、0.259%和0.405%;粒径为2mm、3mm和4mm的硬颗粒饲料的破损率分别为0.475%、1.615%和2.426%，均小于2.5%，表明该投饲装置在投饲过程中饲料的破损率比较低，满足水产养殖实际需求。