本文關(guān)鍵詞：基于Simulink的油辣椒自動灌裝機控制系統(tǒng)建模與仿真研究

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【摘要】：近年來,我國食品行業(yè)快速發(fā)展,食品包裝行業(yè)不斷進步,自動灌裝機的需求量大幅度增長,高效便捷的灌裝設(shè)備受到廠家的青睞。其中,隨著油辣椒銷量連年增長,“老干媽”公司原有的手工生產(chǎn)方式已不能滿足生產(chǎn)需求,亟需針對油辣椒的自動灌裝生產(chǎn)設(shè)備。本文通過分析油辣椒的灌裝需求,應(yīng)用Simulink建立油辣椒自動灌裝機控制系統(tǒng)仿真模型,通過相關(guān)仿真實驗實現(xiàn)控制系統(tǒng)模擬,最終實現(xiàn)灌裝機控制系統(tǒng)設(shè)計。本論文主要內(nèi)容如下:首先,分析了灌裝系統(tǒng)的特點和要求,介紹了工作流程及機械和電氣部分。之后,分別對攪拌系統(tǒng)用感應(yīng)電機和計量缸系統(tǒng)用伺服電機進行了數(shù)學建模和機理分析。其次,介紹了交流電機的矢量控制方法,給出了計算原理,針對攪拌系統(tǒng),考慮實際工況負載,采用轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)控制進行了感應(yīng)電機的矢量控制,并給出分析。同樣的,針對計量缸系統(tǒng),根據(jù)實際工況分別給出了步進驅(qū)動與伺服驅(qū)動兩種控制方式進行對比分析,由于灌裝系統(tǒng)中的計量缸系統(tǒng)需要精確的位置控制,開環(huán)控制穩(wěn)態(tài)結(jié)果較為粗糙,且抗干擾能力差,閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)、穩(wěn)態(tài)效果及精確度良好,且抗干擾能力強,文中對伺服電機的位置控制中涉及到位置控制器,速度控制器及電流控制器三部分,都采用PI控制器,能夠保證系統(tǒng)較快的動態(tài)響應(yīng)、較高的控制精度及較強的魯棒性。最后,為驗證控制系統(tǒng)的可行性,搭建了自動灌裝機的控制系統(tǒng),包括:PLC系統(tǒng)設(shè)計、電機的選型、氣動系統(tǒng)的設(shè)計和傳感器的選擇,并利用樣機進行灌裝實驗。實驗結(jié)果表明灌裝量偏差較小,控制系統(tǒng)穩(wěn)定可行。
【關(guān)鍵詞】：油辣椒 自動灌裝機 控制系統(tǒng) Simulink
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TS206.5;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第1章 緒論7-13
• 1.1 研究背景及意義7
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-11
• 1.2.1 灌裝機研究現(xiàn)狀7-9
• 1.2.2 電機控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的研究內(nèi)容11-13
• 第2章 自動灌裝機控制系統(tǒng)及其數(shù)學模型13-25
• 2.1 自動灌裝機控制系統(tǒng)需求13
• 2.2 自動灌裝機組成13-16
• 2.2.1 機械系統(tǒng)13-15
• 2.2.2 電氣系統(tǒng)15-16
• 2.3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計16-18
• 2.3.1 灌裝機工作流程16-17
• 2.3.2 控制系統(tǒng)方案17-18
• 2.4 控制系統(tǒng)數(shù)學模型18-23
• 2.4.1 計量缸系統(tǒng)模型18-22
• 2.4.2 感應(yīng)電機模型22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-25
• 第3章 自動灌裝機控制器設(shè)計與仿真研究25-43
• 3.1 電機控制理論25-30
• 3.1.1 坐標系變換理論25-26
• 3.1.2 空間矢量脈寬調(diào)制26-29
• 3.1.3 PID控制于電機控制中的應(yīng)用29-30
• 3.2 攪拌系統(tǒng)感應(yīng)電機矢量控制仿真分析30-35
• 3.3 計量缸系統(tǒng)電機控制模型仿真分析35-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第4章 自動灌裝機控制系統(tǒng)實現(xiàn)43-61
• 4.1 可編程控制器控制系統(tǒng)43-49
• 4.1.1 可編程控制器選型及輸入/輸出點確定43-45
• 4.1.2 灌裝機PLC控制程序45-48
• 4.1.3 人機界面48-49
• 4.2 電機的選擇49-52
• 4.2.1 電機選型49-51
• 4.2.2 編碼器51-52
• 4.3 氣動控制52-55
• 4.3.1 氣動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)52-53
• 4.3.2 主要氣動元件53-55
• 4.3.3 氣動系統(tǒng)參數(shù)計算55
• 4.4 行程開關(guān)及傳感器的選擇55-56
• 4.5 樣機及相關(guān)實驗56-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61
• 5.2 展望61-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-67
• 在讀期間科研成果67-68

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本文編號：1120700