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二级轻气炮中压力自动控制系统终端设计开题报告

 2020-04-19 21:07:59  

1. 研究目的与意义(文献综述)

压力控制系统就是利用管道或容器中的介质压力作为被控制量,从而保证输出一个恒定的气压的反馈控制系统。众所周知,在各种工业生产领域中,压力也是很重要的测量参数之一,压力的检测与控制是使设备安全工作和生产顺利进行的必要条件。如高压瓶中气压超过一定值可能会爆炸。又如工业生产合成氨时,氮气和氢气的反应不仅必须在一定的压力范围内进行,而且压力的大小也直接影响产量高低。此外,随着近些年对未知事物的探索,上至航空航天,下至深海,无不与压力控制系统有密切的关系。

二级轻气炮是一种常见的高速发射装置,主要用于研究高压物理、空间碎片防护、材料力学性能及动态响应等。关于二级轻气炮,国内外研究较多的是其驱动方法、弹道模型和发射性能,而对其中的压力控制研究较少。而且压力是轻气炮系统中的关键动力,是研究其它技术的基础,如其对发射速度就有着明显的影响,所以压力控制显得尤为重要。因此,设计一个良好的压力控制系统对二级轻气炮的相关实验尤为重要。

随着自动控制技术的发展,压力控制系统越来越精密。传统的阀门控制系统控制精度不够,运行速度缓慢,已不能满足某些方面的要求。随后出现了电气比例阀气压控制系统,基于硅微控阀门的气压控制系统,模糊pid控制压力控制系统等一系列较为精密的系统。关于压力控制技术,国内外的发展也各有千秋。对于一阶纯滞后对象,国外学者提出了常规pid控制参数整定法,解决了小范围的纯滞后对象的控制问题;另有学者提出用smith预估计器来控制含有纯滞后环节的对象,从理论上解决了纯滞后对象的控制问题,但smith预估计控制鲁棒性差,应用到实际中较困难。近来,国内学者提出了一种外模控制器,采用外部模型输出与纯滞后系统实际输出之差,经滤波后直接补偿控制信号的算法,该种外模输出器具有良好的动态性能和抗干扰能力,鲁棒性能优于smith预估计控制。对于非线性和大滞后系统,学者们多致力于用智能控制或专家系统来解决问题;而对于缺乏专家经验知识的复杂的工业控制过程,近年来的研究表明,采用模糊控制理论和神经网络结合的方式,控制效果好。

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2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1. 了解二级轻气炮的原理及其中的压力范围;

2. 了解压力传感器的原理及应用;

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3. 研究计划与安排

第1~3周 查阅相关文献资料,明确研究内容,了解二级轻气炮中压力自动控制 系统的概念,根据所要实现的功能确定方案,完成开题报告。

第4~5周 查阅资料,完成压力控制系统终端设计方案。

第6周 查阅资料,学习altium designer,对比多种元器件。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 沈红卫.stm32单片机应用与全案例实践[m].北京:电子工业出版社,2017.

[2] 徐春晖.单片微机原理及应用[m].北京:电子工业出版社,2013.

[3] 陈忠平.51单片机c语言程序设计经典实例[m].北京:电子工业出版社,2012.

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