毕业设计(论文)开题报告
学生姓名：学号：
所在学院：
专业：自动化
设计(论文)题目：大型音乐灯光喷泉控制系统设计
指导教师：
2012年3月1日
开题报告填写要求
1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：
文献综述
1.灯光音乐喷泉控制系统的研究目的及意义
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们越来越注重居住环境的改善和美化，在城市建设与规划中，人们对休闲场所的建设提出更高的要求，各种休闲广场、公园的建设也越来越美化，其中音乐喷泉系统以声、光、水、色结合的独特效果成为城市景观建设的重要组成部分，国内大、中城市已争相建设音乐喷泉，并向小城市发展。目前很多广场或公园等也采用音乐喷泉美观设计，各类花样的喷泉、彩色的灯光和优美的音乐形成一幅怡人的夜景而吸引着人们，使得音乐喷泉系统日渐被推广应用。
与传统的音乐喷泉控制系统不同，采用可编程序控制器(PLC)对整个系统进行控制,用变频器实现喷泉的调速应用，可以使水柱随着音乐快慢变化, 仿佛是在随着音乐翩翩起舞。音乐喷泉的成败最重要的是看喷出的水流量是否有音乐感，而PLC的主要功能就是对音乐信号进行处理,再将处理后的信号传输到下一级控制设备,这样就可以控制所需的水型及灯光按照音乐的节奏高低起伏和动感变化,使音乐喷泉真正达到了水上芭蕾的艺术效果.PLC所具有的准确,精密,快速,稳定的特点和多点控制的功能已使它成为现代高技术音乐喷泉工程中不可缺少的设备。本课题是借鉴大型花式喷泉的一些控制方法和控制软件，以单片机作为控制核心，通过控制变频器的运行，实现大型花式喷泉的水、光完美控制。
2.国内、外音乐喷泉控制系统的发展状况
我国传统的音乐喷泉控制系统，是把经功率放大电路器放大后的音乐信号分为2 路，一路送扬声器对外播放，另一路经过简单的处理后直接用于控制变频器，完成对水泵的转速控制，进而实现音乐对喷泉的控制，这种传统的音乐喷泉控制系统的特点是控制方法简单，安装调试容易，但是却有喷泉动作响应速度明显滞后于音乐的缺点。目前，
国内虽然已建有很多音乐喷泉，音乐喷泉控制系统种类也很多，但大多数都存在着喷水滞后于音乐的不足，给人感觉喷泉动作与音乐不协调。纵观这些音控产品,有的利用音乐的时域变化来控制喷泉,有的将音乐分成几个频段来控制喷泉的花型, 且多采用低频,中频和高频三个频段来控制.缺点是都没有在频域上很好地展现音乐,因此不能很好地体现音乐的内涵。为了改进音乐喷泉的效果，采用PLC多点控制系统代替大量的继电器线路，通过PLC对音乐喷泉控制系统的SSR、彩灯、射灯、水泵的多点控制，编写一些程序和简单的连接实现大量的控制。PLC的应用不仅能够进行多种水型切换，而且能控制喷泉随音乐上下起伏，花式更改方便，是音乐控制系统的一大飞跃。
国外的音乐喷泉控制系统技术较国内而言发展较快，更早采用PLC控制系统实现音乐喷泉的控制。经过数十年的发展,PLC技术已越来越成熟,应用的范围也越来越广泛,几乎渗透到了各行各业.而在很多的控制应用系统中,以PLC为核心的控制系统逐渐成为理想的控制系统,其主要特点主要有: 硬件的可靠性；编程简单、使用方便；接线简单、通用性好；可连接为控制网络系统等。
3.音乐喷泉控制系统的工作过程概述
首先对音频信号进行分配,一路直接经功率放大器后输出到外部音箱设备；另一路则对音频信号进行采样和A/D转换等预处理；其次,经过PLC对数字量音频信号(二进制)进行转换,将其音频信号转换成实数,再通过在PLC内部设定某种固定值或表格数据,与之相比较输出采样值的范围；最后,通过对变频器的高,中,低三个控制端进行开关量输入,即输入组合(001～111),以达到调节变频器的7种频率段,并能很好的控制潜水泵的转速。当转速的快慢,音乐音频信号各频率对应声音信号的强度,通过变频控制系统就可以将音频信号的变化用喷泉的水柱表现出来,水柱的高低按线性比例反映音频信号的幅度。
3.1系统硬件部分
硬件系统主要由PLC,A/D转换模块,变频器,潜水泵和灯光组成.通过PLC对外部音频信号的采样, 转换来控制变频器和故态继电器的动作, 从而达到控制系统的要求, 并能够实现对音乐和喷泉的实时的完美结合.音乐喷泉控制系统硬件组成部分如图1所示。
图1.音乐喷泉控制系统硬件结构图
3.2 系统软件部分
图2所示为主程序流程图，当PLC运行时,PLC开始进行参数初始化,并开始扫描系统程序,当按下启动按钮,系统主程序将执行的步骤有: 读入7组数据,并选择变频器,开始计时每0.6s读一次AIW0中的值,将所读值存到累加器AC0中,用AC0与内部设定值相比较,然后判断具体调用哪个子程序,选定后运行子程序,结束。
图2.主程序流程图
4、毕业设计的主要任务
根据指定设计题目的工艺流程，通过调查及搜集有关技术资料，进一步明确系统监控要求，对被控对象特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量，正确选择控制方案，独立完成指定设计题目的初步设计，并提出规定的设计文件。
具体任务和要求：
音乐喷泉实时控制系统通过操作计算机远距离即时控制喷泉，随心所欲地控制输出各种水型、灯光等，也可以在计算机上将预先配合各种音乐编制好的控制程序与该音乐同步播放。
音乐喷泉实际工作时根据需要通常可分为实时控制和程序程控两种方式，实时控制时由操作人员根据现场的情况，操作计算机直接发出即时要输出的各类灯光、水型。
本设计的主要内容主要包括硬件系统设计，软件系统设计，和上位机监控系统设计等。
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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
1．设计依据
1．1 工艺流程图
1．2 监控要求（包括自动化水平、监控参数、自动控制要求、控制质量指标等）1．3 I/O信号（AI,AO,DI,DO等）
1．4 控制装置硬件选型原则
1．5 其他
2．控制方案选择
2．1 被控对象动态特性分析
2．2 控制方案选择
2．3 确定控制回路
2．4 绘制控制系统结构图
3．控制系统硬件选型及系统设计
3．1 根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表及装置
3．2 绘制控制系统硬件结构图
4．撰写和绘制毕业设计有关文件和图纸
4．1 毕业设计开题报告
4．2 外文资料翻译（译文3000汉字以上）
4．3 毕业设说明书计
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日所在专业审查意见：
负责人：
年月日