本文關鍵詞：基于虛擬儀器的氣力輸送試驗裝置測控系統(tǒng)設計與研究

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【摘要】：氣力輸送技術以其特有的優(yōu)點被廣泛的應用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。但隨著輸送技術的不斷發(fā)展，裝置中需要被控及被檢測量越來越多，越來越復雜，為確保輸送系統(tǒng)具有良好的輸送效果，需要相應的測控系統(tǒng)進行控制，因此測控系統(tǒng)在氣力輸送裝置中的地位也日益上升。 本文以稀相氣力輸送試驗裝置為研究對象，在對輸送裝置工作原理詳細分析的基礎上，結合實際工作流程設計了一套基于虛擬儀器LabVIEW的多功能測控系統(tǒng)。測控系統(tǒng)在實現(xiàn)了與控制執(zhí)行器之間通信的基礎上，，設計了系統(tǒng)仿真、控制算法調(diào)整、數(shù)據(jù)顯示、被控量實時響應曲線顯示及視頻監(jiān)控等功能。論文完成的主要內(nèi)容包括： 1、首先對氣力輸送技術及其控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程進行了介紹，著重對氣力輸送系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方式及測控系統(tǒng)的發(fā)展方向做了說明，指出了虛擬儀器在氣力輸送測控系統(tǒng)開發(fā)應用中的優(yōu)點及前景。 2、對課題研究的氣力輸送試驗系統(tǒng)的重要參數(shù)設計及關鍵設備的選型進行了詳細的說明，結合系統(tǒng)工作流程設計完成了PLC控制程序，為系統(tǒng)實現(xiàn)軟硬件通信提供支持。詳細說明了測控系統(tǒng)所要控制關鍵參數(shù)的采集方法并對控制方法進行了設計說明。 3、詳細闡述了PID控制算法在控制氣力輸送裝置中的不足，根據(jù)性能分析設計了基于虛擬儀器LabVIEW的模糊PID自整定算法，并通過虛擬儀器和MATLAB/Simulink軟件的混合仿真對不同算法進行性能仿真。 4、為實現(xiàn)測控系統(tǒng)與硬件控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸，設計采用數(shù)據(jù)記錄與監(jiān)控（DSC）模塊對OPC服務器進行訪問，并完成軟硬件之間的數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)測控系統(tǒng)硬件功能控制。基于虛擬儀器的測控系統(tǒng)具有輸送系統(tǒng)仿真、控制規(guī)則輸入修改、測試參數(shù)顯示及被控量曲線實時顯示等功能。同時根據(jù)輸送系統(tǒng)管道的復雜性，設計了視頻監(jiān)控功能，通過控制界面實現(xiàn)簡單的圖像處理。
【關鍵詞】：氣力輸送 LabVIEW 模糊PID自整定 MATLAB/Simulink
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH48
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 氣力輸送技術的發(fā)展9-11
• 1.2 氣力輸送技術優(yōu)點11-12
• 1.3 氣力輸送試驗裝置測控技術發(fā)展及研究12-13
• 1.4 虛擬儀器的應用13-14
• 1.5 本課題研究的目的及意義14-15
• 1.6 本課題研究任務15-16
• 1.7 測控及仿真系統(tǒng)主要研制內(nèi)容16
• 1.8 本章小結16-17
• 第2章 氣力輸送試驗裝置硬件系統(tǒng)17-38
• 2.1 氣力輸送原理17-18
• 2.2 氣力輸送試驗裝置構造18-19
• 2.3 氣力輸送試驗裝置主要技術指標19
• 2.4 試驗裝置氣動設計19-28
• 2.4.1 輸送裝置基本參數(shù)確定20-21
• 2.4.2 風機輸出風量計算21-22
• 2.4.3 壓力損失計算22-28
• 2.5 輸送裝置重要參數(shù)檢測28-31
• 2.5.1 輸送管道氣體壓力檢測29-30
• 2.5.2 固氣比測量原理30-31
• 2.6 輸送裝置硬件控制單元31-34
• 2.6.1 氣流速度的控制32-33
• 2.6.2 給料量的控制33-34
• 2.7 設備控制系統(tǒng)設計34-37
• 2.7.1 輸送裝置動力設備選型34-35
• 2.7.2 輸送裝置設備控制要求35
• 2.7.3 控制設備選型35-37
• 2.8 本章小結37-38
• 第3章 控制算法設計與仿真38-65
• 3.1 模糊控制器的基本原理38-40
• 3.2 模糊 PID 自整定控制40-46
• 3.2.1 模糊 PID 參數(shù)自整定控制原理40-42
• 3.2.2 模糊 PID 參數(shù)自整定原則42-45
• 3.2.3 模糊控制器中的變量因子45-46
• 3.2.4 模糊域的確定46
• 3.3 虛擬儀器中模糊 PID 參數(shù)自整定的實現(xiàn)46-48
• 3.4 LabVIEW 與 MATLAB/Simulink 混合編程接口技術48-50
• 3.4.1 LabVIEW 仿真接口工具包49-50
• 3.4.2 LabVIEW 仿真接口工具包用戶界面設計50
• 3.5 系統(tǒng)控制仿真50-54
• 3.6 LabVIEW/Simulink 參數(shù)控制仿真系統(tǒng)54-56
• 3.7 空氣流量控制仿真56-59
• 3.7.1 傳統(tǒng) PID 控制仿真56-57
• 3.7.2 模糊 PID 自整定控制仿真57-58
• 3.7.3 控制效果比較58-59
• 3.8 物料量控制仿真59-61
• 3.8.1 傳統(tǒng) PID 控制仿真59-60
• 3.8.2 模糊 PID 參數(shù)整定控制仿真60-61
• 3.8.3 控制效果比較61
• 3.9 氣力輸送試驗系統(tǒng)仿真61-63
• 3.10 本章小結63-65
• 第4章 虛擬儀器測控系統(tǒng)設計65-83
• 4.1 IO 地址分配66
• 4.2 設備控制流程66-69
• 4.3 測控系統(tǒng)通信設計69-72
• 4.3.1 OPC 數(shù)據(jù)通信技術概述69-70
• 4.3.2 LabVIEW 與 PLC 數(shù)據(jù)通信70-72
• 4.4 虛擬儀器測控系統(tǒng)功能設計及說明72-80
• 4.4.1 用戶登錄功能模塊73-74
• 4.4.2 輸送系統(tǒng)動態(tài)仿真模塊74
• 4.4.3 控制參數(shù)設定模塊74-76
• 4.4.4 模糊控制規(guī)則指示模塊76-77
• 4.4.5 目標量趨勢曲線指示模塊77
• 4.4.6 被測點實時數(shù)據(jù)指示模塊77-78
• 4.4.7 輸送系統(tǒng)視頻實時監(jiān)控模塊78-80
• 4.5 試驗系統(tǒng)虛擬儀器仿真80-81
• 4.6 本章小結81-83
• 第5章 總結與展望83-85
• 5.1 本文總結83-84
• 5.2 展望84-85
• 參考文獻85-90
• 致謝90-91
• 個人簡歷、在校期間發(fā)表的學術論文集研究成果91

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