诚信申明
本人申明：
我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：年月日
基于PLC的太阳能热水器控制系统设计
贾梦龙
自动化专业自控1209班学号120240248
指导教师程杰副教授
摘要
这篇论文主要讲的是可编程控制与太阳能热水器控制系统的结合使用。论文主要讲了五个方面，第一章是绪论主要讲的是研究太阳能热水器的目的和意义，第二章主要讲的是太阳能热水器的组成介绍与可编程控制器的工作原理，第三章主要讲的是热水器控制系统的设计方案，第四章主要讲的是软件部分设计的方案，第五章主要讲的是可编程太阳能热水器能够很好的让人享受科技带来的便利，而且我所设计的太阳能热水器简化了接线，提高了加热效率，即使在阴天或者晚上也能够通过电加热使水温升高让人们舒舒服服的洗上热水澡。
关键词: PLC 太阳能自动控制系统热水器
Design of Solar Water Heater Control System Based on PLC
ABSTRACT
Application of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn.
Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design.
Key words:PLC solar automatic control system water heater
目录
前言 (1)
第1章概述 (2)
第1.1节研究本课题的目的、意义 (2)
第1.2节当前研究现状 (2)
第1.3节目前我国太阳能热水器的种类 (3)
第1.4节研究的内容 (5)
第2章太阳能热水器的组成介绍与可编程控制器的工作原理 (6)
第2.1节太阳能热水器系统功能简介 (6)
第2.2节可编程控制器（PLC）简介 (10)
第3章热水器控制系统的设计方案 (12)
第3.1节系统硬件的设计方案 (12)
第3.2节系统软件设计方案 (19)
第4章软件部分设计 (23)
第4.1节系统的I/O口地址及相关的软元件功能设置 (23)
第4.2节编程软件的介绍 (24)
第4.3节 PID闭环控制 (24)
第5章可编程控制器（PLC）的安装、维护和检修 (27)
第5.1节 PLC的安装 (27)
第5.2节 PLC系统的电源接线 (27)
第5.3节接地 (28)
第5.4节输入接线 (28)
第5.5节输出接线 (29)
第5.6节 PLC的维护和检修 (29)
结论 (30)
附录Ⅰ梯形图 (32)
附录Ⅱ指令表 (35)
参考文献 (41)
致谢 (42)
前言
身为北京化工大学北方学院的一名学生，我深深的体会到了我们学院对我们同学在教育方面是如何的用心，学院老师是如何的负责。而且我们学院在自动化专业早已形成了一套规范的管理模式、我完善的教学体制。无论是在对教学材料的选择和老师在备课教案的制作，老师们都是煞费苦心。
2003年4月，教育部在认真总结各地各校办学经验、广泛听取各方面意见的基础上，制定并下发了名为《关于规范并加强普通高校以新的机制和模式试办独立学院管理的若干意见》(以下简称《若干意见》)的第8号文件，文件提出了发展独立学院的“积极支持、规范管理”原则。从而，高等教育的这一改革创新得到政策的认可，进入了保护性和规范性的发展阶段。伴随着独立学院得到政策的认可，独立学院学生管理体制问题也逐步摆在人们的面前。
第1章概述
第1.1节研究本课题的目的、意义
太阳能热水器是通过太阳照射使太阳能热水器内部的水温升高从而使人们能够方便的使用热水。使用太阳能热水器不仅能够给人们提供便利还能够节约资源为人们达到省钱省力的目的。目前我们国家有着广阔的太阳能热水器的市场，太阳能热水器也应用在我们的方方面面，涉及到我了很多工作。例如我们的太阳能热水器可以使用在工业用水的加热、农业用水、商场大厦内的热水应用、还有温水养鱼、净化海水，当然了应用最为广泛的还是居民用用水的。现在我们国内市场上有很多种热水器例如：热管式太阳能热水器、平板式太阳能热水器、全玻璃真空管式太阳能热水器、热管真空管式太阳能热水器等等。但是如果我们能够在太阳能热水器中加入可编程控制器（PLC）的话这能够为我们的生活使用提供很多便利。可编程控制器加入到太阳能热水器中以后能够提高太阳能热水器的稳定性、可靠性、实用的便利性，这是可编程控制器应用在太阳能热水器中的种种优点。
现在，我们国家的是市场上所存在的太阳能热水器的内部原件和系统操控来说具有很复杂，比较繁琐的缺点。而且使用了太多的电器原件导致了操作复杂，修理起来也是特别困难，这就为人们日常生活使用中产生了极大的不便利。而且目前市场所存在的太阳能热水器因为其中的原件过多导致了太阳能热水器的价格普遍偏高的特点。而可编程控制器应用在太阳能热水器中以后就可以解决这种问题了。可编程控制器价格比较便宜，适合大多数居民的选择，而且应用可编程控制器后可以很大程度上减少人们的操作，这样既方便了人们的生活又为人们减少了开支，可谓是一举多得的事情。
第1.2节当前研究现状
现如今我们国家的太阳能热水器的行业研究速度比较快，新型的产品不断涌现，但同样热水器的市场也特别的广阔，但是我们国家太阳能热水器的研究现状并不乐观，我们还没有掌握一些与太阳能热水器相关的核心技术，这些技术长期掌握在国外一些公司的手中。这就使我们的受制于人，所以我国应该加大热水器核心技术的开发利用和开拓。在我国经过一段时间的发展以后我国太阳能热水器的技术有了明显的发展态势还是处
于较低的水平，系统有时候会出现混乱有时候也会出现乱码。这些情况使人们在使用中苦不堪言，所以我们还得大力发展热水器的核心技术，是我国早日能够拥有完善的太阳能热水器。
第1.3节目前我国太阳能热水器的种类
1.3.1热管式太阳能热水器
热管式太阳能热水器是我们国家使用范围最为广泛的的设备了，不管是南方。北方都有使用的。它是通过太阳加热使热水器内的水温升高。但是他同样拥有很多确定，热管式太阳能热水器通常的加热效率不高，热水器内的水温提升不够明显只能满足生活日常用水的基本需求，所以尽管它的应用范围比较广泛但是实际应用性能并不强。但是它的优点也是比较突出，它制作简单、价格便宜、很适合普通百姓使用。但同样维修起来不是特别的方便而且使用时间比较短一般也就在2-3年之间。
1.3.2平板式太阳热水器
平板式太阳能热水器也被称为“平板式太阳能集热器”，它是我们国内生产最为广泛的太阳热水器之一。平板式太阳能热水器在进行加热的时候水在循环时温差比例不一样，热水重量较轻，因此会向上升。而冷水密度则比较大，因此只能自下向上运动。集热器使水箱的水循环加温，渐渐使水温达到一个稳定值，此后水箱达到水不再不再变化。这个时候冷水会不断进入水箱的下方补充热水直到水箱内的水达到了满值。这种原理与与热烟从烟囱冒出来的原理类似，这被称为“热虹吸”效应。这种热水器只要有太阳光的照射就会不断的使水箱内的水拥有一个温差从而不断循环加热直到水箱内的水的温度都变成一样的。这种集热器的优点是：
（1）制作的流程特别简单，而且能够为我们节约很多钱。
（2）集热器的吸热使水位进行反复循环与水位升高而且不需要其他资源环保无污染。
（3）系统水流运行安全，没有任何压力设备，安全无任何危险。
（4）在系统中不存在运转消耗设备，日常用水对吸热板没有任何侵蚀作用，因此具有较长的使用寿命。
缺点是：
（1）如果在一天当中有温差较大的现象产生的话，这个时候热水器就会产生往回留的现象。
（2）在高温段集热器表面热量损失较大。
（3）在比较寒冷的季节中，管道内的水会因为寒冷而导致体积变大超过管道的容纳程度导致管道变坏。
（4）管道流通性能差，抗冻性低，因此使用范围仅仅局限在北方的夏天和南方较为温暖地区。
1.3.3全玻璃真空管式热水器
这种集热器的优点是：
（1）构造简洁、制作方便、稳定性好。
（2）集热器集热效率好，具有良好的保温效果。
（3）能够在温度较高的环境下使用，同时也能够在冬季比较寒冷的地区使用。
（4）运行时间长，一整年都可以使用。
缺点：
（1）管道内积存太多的水，导致管道内水温回升速度过于慢，同时关于真空管南北放置的热水装置，管道内的热水没有办法都取出，以至于使系统热水使用效率变低。
（2）不可以承受过高的压力，容易在玻璃管之中产生水垢，管子容易爆裂，并且在严寒环境下运行会冻住。
（3）价格昂贵。
1.3.4热管—真空管式太阳能热水器
这种集热器的优点：
（1）耐冰冻。热管由特别的材料和工质确保，即便在冬天比较长的一段时间内没有晴朗的天气以及夜间的低温的环境下，真空管也不能够爆裂。
（2）启动快。热管能够容纳的热量很少，受热后会很快运行，因此再多变的太阳光辐射情况下能够提升集热器的输送量，并且在天气不是晴朗的情况下也能够使水加热。
（3）保温好。热管拥有单向传热的特点，就是白天使太阳能转换的热量能够沿热管向上方输送去加热水，到了夜间被加热的水的热量却不能够从热管发散道四周环境中。
（4）安装维修方便。装置操作简单，使用方便，能够简单的固定住，稳定性强。
缺点:
（1）生产成本。
（2）技术要求高。
第1.4节研究的内容
本篇论文研究的主题是用PLC实现对太阳能热水器系统的控制，达到太阳能热水器系统能够自动化控制及手工控制的效果，使太阳能热水器能够满足实际中的各种控制需要、从而节省人力物力达到方便生活的效果、并增强系统稳定性与可靠行。详细的任务我们要根据下面的流程来开始：
（1）设计控制系统的总体控制框架图，绘制控制系统的运行流程图。
（2）对PLC进行选择及对I/O接口进行分配。
（3）制作梯形图，实现所有系统控制要求。
（4）设计原理图、外部接线图等。
（5）根据系统设计的要求进行调试并取得成功。
第2章太阳能热水器的组成介绍与可编程控制器的工作原理
第2.1节太阳能热水器系统功能简介
图2.1系统控制原理图
注释: Tl，热水箱的温度传感器
T2，循环水管中的温度传感器
T3，集热器中的温度传感器
F1，循环水阀门
F2，冷水阀门
F3，热水阀门
这个热水器主要使用微机控制大致有下列两种控制功能:对水温进行控制、对水箱内的水进行加热控制。
（1）对水温进行控制
为了能够使热水器内的水的温度能够达到我们使用所需要的水的温度我们应该按下面操作：
在初始阶段，我们开始对热水器内的水温进行一个收集过程，等我们收集到了热水器内的水温开始和我们设定温度进行对比。如果太阳能热水器内的水温达不到我们使用的要求这个时候我们就开始了电加热的阶段直到水温达到我们的要求。
（2）对水箱内的水进行加热控制
当太阳光照射比较弱或者没有太阳光照射时，例如到了晚上我们还可以舒舒服服的
洗上一个热水澡呢?这个结果是肯定的，不要忽略此款热水器还有另外一个从系统。此时它就要发挥出作用了。如此可知，即便没有太阳光照射我们依旧可以洗上一个舒舒服服的热水澡了。
2.1.1太阳能热水器组成、原理和工作过程
（1）热水器组成及原理
热水器大致由循环管道、集热器和水箱等构成。下图为经典的热水器装置简易图。图中集热器1按照最佳倾斜角度摆放，循环水管3的下部与降水管2的一端连接，集热器1与将水管2的另一端接通。每当集热器吸收到足够的太阳辐射后，集热器的温度会不断上升，与此同时水温也会不断升高。水温升高以后，水的重量会变轻，通过上升水管循环进循环水箱上部。而循环水箱下部重量比较大的冷水，就会顺水箱下部流到集热器下方，在集热器中升温以后同样上升。如此循环不断对流循，水温慢慢变高，一直到集热器所吸收的热量与损失的热量达到平衡时，水温不再升高。这种利用循环加热原理的热水器，又被叫做循环式热水器[5][6]。
热水器装置简图
1一集热器 2一下降水管 3一循环水管
4一补给水箱 5一上升水管 6一自来水管
7一热水出水管
图2.2 热水器装置
（2）热水器的基本工作过程
①吸热过程。太阳光辐射同过玻璃盖板，经过集热板收集后沿肋片和管壁输送至吸热管内的水。吸热管内的水受热后温度不断变高，比重减小而上升，造成一个向上运动的过程，组建了一个热虹吸系统。伴随着热水的源源不断的上升并储存在储水箱上部，与此同时经过下循环管循环反复的补充温度较低的水，直至整箱内的水全部升高到特定
的温度。
②水循环管路日常使用的太阳能热水器是通常按自然循环的方法工作的，无外界的动力，系统设计优良的太阳能热水器只要有5℃~6℃以上的温度差距就可以循环很好。水循环管路、管道直径管道路径分布的合理与不合理，能够直接对集热器的热交换效率造成影响。一般状况下，日常家系用统自然循环管路中的流态均可看作层流。集热器内管路系统具有的阻力大部分来自于沿程阻力，局部阻力对其的作用要十分小，再分支管中的沿程阻力比主管的沿程阻力要大许多。如果水温升高后，因为运动粘度减弱，沿程阻力同样减弱，则局部阻力的影响作用要变大一些。在特定范围内，如果主管道管径不发生变化时，加大支管道管径，不仅能够使沿程阻力迅速减弱，而且能够使局部阻力也随之变弱。通常，支管的半径一般都会在10mm以上。如果主管道管径达到一定值之后，增加主管管径对削弱系统阻力一般会很少有作用[7]。
2.1.2太阳能热水器各单元介绍
（1）热水器水箱及水箱配置
水箱是热水器十分重要组成元件。它包含补给水箱和循环水箱；循环水箱与集热器与下水管相连接，以提供热水循环使用。补给水箱单独和循环水箱相连接，当循环水箱水位过低时候，使之以提供冷水使用。
①循环水箱
循环水箱的作用是维持最高水位面，同一时间让水中所包含的空气在这里释放出来，防止把气体携带进入管道系统，避免造成气体阻止损失。循环水箱的下方都包含冷水进入阻挡板。所以冷水进入循环水箱时候，经过挡板让他分散进入这将样能够避免箱内上方热水混乱。
②补给水箱
补给水箱是为水箱提供冷水的地方。我们要通过自来水向补给水箱内进行提供水源，而且还要避免使水温降低。
③水箱配管
水箱配管是指进水管与出水管、排放热水管这些在水箱中的重要地位，这些对释放水温发挥着重要作用。所以，热水出水管在越高的位置，它所释放热水的温度也就越高；因此，使用恒定温度自动排放水时，热水出水管的热水出水口位置较高所以使用人工放水时，热水出水口位置就相对而言比较低。循环水箱中水的温度上升到了特定温度时，把循环水箱内热水近似都放掉，之后放入冷水再次循环加热。一般人工而言放水一天中放水1-2次即可。
（2）循环管
在热水器表面制定计划完成后，集热器与循环水箱也近似确完成。但是想要热水器运转起来，还要配置合适的管道，把集热器与水箱有教的接连起来，就能构成一个完好的循环程序。热水器管道系统接通是否正确，对热水器循环系统的使用有效率同样有巨大且深远的很大影响。
（3）集热器
平板式太阳能集热器是平板式太阳能热水器的重要元件，它通过透明玻璃、吸热体、能量与损失的能量相持平，这个时候金属片就不会再升高温度，这个就叫作“稳定温度”。金属片内如果拥有可以流通的流道，通过流道的流体就会把热量源源不断的带走，但为了能够实现稳定温度，所以金属片就要持续不断收集太阳光的辐射能量。通过这个道理，把装有流道的金属板密封在一个能够保持温度的盒子里，在这上面用玻璃当做封盖，让太阳光的辐射能量通过玻璃到盒子里面，集热器因为吸热体的温度略低一些，它发散出来的绝大多数的的辐射能的波长与其他与对比而言都是略长长(位于远红外区域)，因此这些辐射不可以穿透玻璃因而被阻挡在集热器的空腔中，因此发生了一般而言的温室效应，很大程度上提升了集热器的集热功能效率。
2.1.3 系统的要求
按照人们对热水器的运用状况与以人为本的设理念 , 设计的操控系统具有以下功能：
（1）自动控制功能。系统在主动工作模式下时可以主动操控供水水泵的运转与终止和控制各个电磁阀的开关的状态。定时控制器在断电时正常计时 ,所以使用它当做PLC 的电源控制设备。在一操控定时间中 ,把定时操控连接 PLC 的电源 ,PLC 按照一开始编制的程序依次逐个打开各控制电源设备 ,而且依据输入信号的改变随时改变程序的执行指令。在不是系统工作时间中，定时器则主动切断 PLC 的电源。工作时间是6～18 h。可以使用定时操控器与 PLC 原本就带有的定时命指令加以执行。
（2）除尘功能。使用温度开关检验周围环境温度是不是适合除尘 ,符合要求的温度开关为 4 ℃。使用除尘功能时是使用一个电磁阀接连工作2 min。
（3）水箱液位操控功能。水箱容量是 200 L ,液位线应该控制在 180 L 。
（4）水箱应该拥有提供热水和保温的最基本性能。
（5）报警功能。如果发生故障，故障指示灯开始闪烁并且开始报警电铃持续响,在操作人员按下“消音”按钮以后才能让铃声关闭，但是故障指示灯会一直处于闪烁状态；等到故障修复好之后；故障指示灯才能够熄灭。
（6）节水功能。供水阀提供5 min的自来水，运行2 min。
（7）根据操控者需求可以再手动/自动控制两种状态中自由切换。
第2.2节可编程控制器（PLC）简介
可编程控制器（PragrammableLogicController, 又被叫做PLC，是一个数字运行的电子控制系统，早在20世纪60 年代末面向工业环境由美国一些著名科学家就率先创造成功了。它使用可编程序的存储设备，它内部储存执行逻辑运算、顺序操控、定时、计数和算术运算等控制命令，可以使用数字的、模拟的输入和输出，操控各种各样不同型号的机械或者生产流程。可编程序控制器和与它相关的装置，都是按照为了与工业操控系统成为一个整体、容易扩展她的功能的要求创造的。PLC从创造到现在仅仅有多年的历史，但是实现了快速的发展和在大范围的应用，变成了现在工业自动化控制的重要支柱的其中一个。再很长一段时间里，PLC在工业自动化控制领域着体现着巨大的影响，给各式各样的自动化控制设备给予了普遍的、稳定的控制使用。这时因为它可以给自动化操控应用给予极为安全的、可靠的与格外完美的解决计划，完全合适目前自动化工业企业的需求[8]。
2.2.1 可编程序控制器的工作原理
PLC使用的循环模拟工作模式，并且有些大、中型PLC还添加了终止工作模式。循环扫描可以依照固定顺序运行，同样可以依据用户程序所制定的第一个次序（高级和低级次序）亦或改变次序等运行。由于有的用户程序不需要每检查一个运行一次，同样是因为在控制系统要求处置的I/O点数量特别多的时候，应该各种各样的模块结合在一起排列的，运用不同时间不同方式的检测运行的方式，可以极大程度上减少反复检测的一遍所用的时间与操控的即时状态[9]。
使用者可以根据设计者设计的系统、调整以后，根据程序编辑器输入进PLC的存储设备里面，同时让使用者所需要的输入信号与被驱动的运行部件彼此对照地连接在输入模块的输入的那一个端口和输出模块的输出的那一个端口钟，之后让PLC的控制开关将其一直在执行工作的模式，PLC可以通过反复检车的工作模式一直运行程序。然而会通过输入信号、使用者程序的操控上，出现相互对应的输出信号，实现使用者所预料的的操控计划。
一个优秀的可编程序控制器在一个检测时间段内能够时间六个检测过程。根据所设定的程序系统软件的指示，在一个检测时间段内的其中一个检测过程的开端，一次检测
以后还会来到这过程的开端即是一个检测周期。完成一个检测周期要使用的的时间被教做一个检测周期所需要的时间[10]。
2.2.2可编程控制器的的特点
（1）通用性强,使用方便。
（2）功能性强,适应面广。
（3）具有特别高的可靠性能,能够很好地忽略周围环境的干扰。
（4）程序的编写方式极为简便,可以很好的学会PLC所具有的程序语言和梯形图语言。
（5）PLC的操控系统的编写、组装和调节和修理简便。
（6）占用空间小、所用的质量特别小、所消耗的功率比较低。
第3章热水器控制系统的设计方案
太阳能原本就是一种持续不断改变的、但是能使其发生改变的原因又特别多、又有极为困难的的非线性改变量，太阳能热水系统它不是一个经常见到的线性系统，不容易制作一个十分准确的数学模型，所以使用普遍的的操控模式很不容易得到比较好的的操控效果。太阳能热水器操控设备使用PID操控算法，此算法对于数值固定的参数线性的稳定常见的系统是是十分有用的。通过调整PID控制器的参数，一般都能得到比较满意的控制效果。
第3.1节系统硬件的设计方案
按照控制系统所指定的目标，第一应该先选定 PLC 的控制范围规模 ,第二要大致计算出要使用的I/O点数 (数字输入/输出量、模拟输入/输出量) ,之后要将范围上调20%～25%的作为预备使用量，用来能够第一时间增添控制的功用，确保系统在日后使用过程中可以替换单个出现错误或者修复所丢失的点数。计算出I/O点数，并且根据I/O 点数来制定PLC的大小规模之后就可以选择存储设备的容量。存储设备的容量一般情况下都是由PLC 的操控规模大小来指定的。但是同样也可以按照以下的方式进行运算，再次上升百分之二十五到百分之三十作为备用量，用来可以随时随便地的添加用户所需要的系统程序。
依据编写程序时所使用的节点数量的计算方式是另一种方式，在编程完成以后，其实际使用量是由节点数量的运算得到的。而估算法是最后一种方式，单单只给出了开关量时，开关量(输出/入)总数乘以十得到了所要求的内存总的数量；只有模拟量输入时,所需内存总数=模拟量路数×120在模拟量输入、输出同时存在时，所需内存总数=模拟量路数×250；同时,应考虑PLC提供的内部继电器和寄存器的数量,以便节省资源[11]。
3.1.1 PLC硬件控制框图
本系统的我所使用的上位机是PC端，下位机是采用的国外某公司所生茶的GX型号的操控器，完成针对于太阳能热水设备的操控，并且由PLC控制实现对太阳能热水器的温度控制和液位稳定等操控性能。为了使PLC控制系统的稳定性能够有所提高，这就要求系统有危险故障警告功能而且能够让人们很容易的看到或者听到警告信，这样就能使使用者再第一时间察觉到危险。当发生故障以后，警告声会迅速响起并且伴随着持续闪
烁着的信号指示灯，要想解除警报声音这就要使用者点击关闭声音的按钮，但是故障指示灯会一直闪烁直到但故障修复完毕故障灯才会关闭。
3.1.2各单元功能作用介绍
（1）电机类型的选择
我们依据下面的原则进行选择的电机类型：一些工作用的机械对于要求比较严格，所以我们一定要第一时间选择电机。对于工作环境的不同我们可以选择不同的电机比如船用电机比较适合在一些潮湿、盐雾的环境工作；如果对于电机的工作功率的要求比较高的话我们要优先选择纺织电机，纺织电机可以提供较大的功率；而安装在震动传输机上的震动异步电机和在农业中粮食加工机械中的振动筛都有激振动力源。然而软机械特点的电机与调速范围比较宽的电机一般会在应用在化学工业、橡胶行业、衣物纺织行业、制造纸张的行业，如果太多的机械设备接在电机上，电机的出轴转速回越来越低并且输送的力矩也会变大。
通常目前市场比较普遍的生产机械，在实现了生产设备的目标的要求下，一般都会选择一些构造简洁、性能稳定、性价比比较高的、容易修理的电动机。
一般针对一些使用时间比较长的、连接设备所消耗的功率比较固定的、针对其没有额外目标的设备，我们应该第一时间选择鼠笼异步电动机，鼠笼异步电动机普遍应用于各式各样的机械设备、大型抽水水泵和大写风力发电的风机等。超大功率型的发电机和履带输送机等工业生产设备要对于电机的功率要求比较严格，对于电机的使用同样有很多注意事项所以应该使用深槽式或者双鼠笼式异步电动机[12]。
因为本系统所使用的电机对于连接设备产生的功率比较稳定，对于其他方面也没有额外的要求所以把这些因素都考虑进来应该选择由Y系列三相异步电动机。电机所要求
的电压是二百二十伏。频率是五十赫兹。功率是十万瓦。
（2）交流接触器的选择
我所选择的接触器是正泰公司制造的的CJX1系列交流接触器，这种接触器触头采用的双断点的直接运动的构造，接触器的行为构造特别灵敏，当我们亲自用双手检查时候也非常简单，构造也是格外的紧密。触头，磁系统利用的完全密闭的构造，可以使接触器的寿命延长。连接线的那一个端口都被防护罩完全覆盖覆盖可以避免意外发生，提高安全性能。安装接触器的时候可以利用钉子定住，同样可以使其装在45mm的安装轨道上面，这样可以极大程度的方便安装和拆除。安
CJX1型号的交流接触器一般用在交流55赫兹（或者65赫兹），额定电压达到550伏，当AC-3利用的分类下运行时电压是330伏，可以提供距离比较远的与分开和断开比较多的电路及开关次数较多的控制交流电动机，而且可以与比较合适的热继电器构成一个电磁起动器，这样可以用来避免电路出现负载而引起的危险。
（3）热继电器的选择
我们现在所利用的热继电器为正泰公司生产为的NR4(JRS2)系列，NR4(JRS2)系列热过载继电器普遍应用在交流五十五赫兹/六十赫兹、额定电压六百九十伏、一千伏，电流的使用范围是0.22-160安的长时间运行或者长期间断的工作的交流电动机的超过负载与相应的保护措施。这个热继电器拥有断相维护、温度弥补、动作令、自动与手动切换，这个产品的性能比较可靠。同时，这产品同样适用于：GM13048.5、GK12048.5、ILD011947-5-2的要求，拥有较高的可靠性能。这个热继电器可以和CKSLE型号的交流接触器连接使用。
（4）电磁阀的选择
目前生活着使用范围最广的电磁阀是GGWS-D315型电磁阀，电磁阀的生产地区是: 温州阀控有限公司，这类电磁阀一般用在太阳能热水器等一类生活设备上，运行电压的选择就为宽泛、交直流二百二十伏，性能稳定、可靠，基本符合安全生活设备的标准。
（5）发光指示灯的选择
二极管普遍使用两种颜色的二极管，如果设备处于运行状态，二极管一直发散绿色光线提示人们，如果设备处于没有运行的状态，二极管一直发散红色光线提示人们，这就必须选择一些性能稳定可靠的二极管。所以根据要求，我们使用的是TLL0501－HMC 类型的二极管。
（6）隔离变压器的选择
隔离变压器我们选择的是性能稳定可靠，十分安全的BK-100类型的隔离变压器，
这种类型的隔离变压器变化比例是1：1，电压220伏。
（7）水箱的选择
一般来说我们要根据各自的实际情况来选择水箱。水箱为各类太阳能热水器不可缺少的重要原件。一般包含循环水箱和补给水箱，循环水箱是为了方便热水进行反复循环加温。补给水箱一般来说是和循环水箱接通的，如果循环水箱内的水低于水位线的话，这时补给水箱就可以给循环水箱提供备用水。
①循环水箱
我们通常依据太阳能热水器集热器每天吸收热量所加热的水然后制定循环水箱的体积大小。然而为了方便生活，目前已经给循环水箱制定了一些固有标准，用来提高适用范围和通用能力。然而仙子循环水箱的体积一般有300L、550L、1000L三种，他们的外部形状一般都是长方形。体积是500升的水箱型号尺寸是: 500 X 100 X 1000mm。体积是1000升的水箱型号是 :10 X 1000 X 1000mm。
上部安装着涨水管道与透气孔的是循环水箱，涨水管和透气孔的位置一般都要比水位要高一些。溢水管与透气孔一般会做成一个，这样不仅能省材料也能方便使用。溢水管体育有着保证最高的水位线的重要作用，还可以让水中的各种各样的气体从这里溢出，从而防止将气体带入管道系统中，从而造成很多不必要的损失。每个循环谁想的下方都会安装一个凉水进水挡板。这是为了在循环水箱注入冷水时，避免将冷水和温水混合从而使温水的温度降低影响水温。两种型号的循环水箱的构造大致一样，唯一区别是体积大的水箱的强度必须有所增加。
②补给水箱
当水箱的水不足时必须提供补给，所以这个任务当然是由补给水箱来完成的。补给水不会立刻进入循环水箱，会经过补给水箱来进行中转，这样能够让温度不同的水分开，避免使水温发生变化。补给水箱的形状不能够太大所以必须选择合适的型号。补给水箱里面一般会有一个浮球来确定最高的水位线从而控制水位。
（8）传感器的选型
一般可以使用各种各样的高精度传感器进行环境气候的检测和一些必要数据的收集，收集之后会将收集的数据输送进PLC里并，之后PLC会依据系统的要求对整体的系统进行全面的操控。因为是由传感器输送的仿真信号针对系统对周围环境进行采样值，另外PLC和传感器之间的长度特别远，因此在传感器的利用上基本都选的3--20毫安的电流输出型，这样做能时信号干扰再输送过程的从而减小传输过程中降到最低的，从而确保传感器的采集的数值准确无误。在电子电路中过着系统软件中，我们可以做一些弥
电子线路课程设计题目 （模电、数电部分） 一、锯齿波发生器 二、语音放大电路 三、可编程放大器 四、数字频率计 五、可调电源 六、汽车尾灯控制电路 2011．09
一、设计一高线性度的锯齿波发生器 要求： （1）利用555定时器和结型场效应管构成的恒流源设计一高线性度的锯齿波发生器；参考电路如图所示； （2）在EWB中对该电路进行仿真； （3）焊接电路并进行调试；调试过程中思考： a、电路中两个三极管的作用是什么？其工作状态是怎么样的？ b、R3阻值的大小会对锯齿波的线性度产生什么影响？ c、输出锯齿波的幅值范围多大？ d、调节电路中的可调电阻对波形有什么影响？ e、LM324的作用是什么？ （4）参考电路图中采用的是结型场效应管设计的，若采用N沟道增强型VMOS管和555定时器来设计一高线性度的锯齿波发生器，该如何设计？ LM324 图2 高线性度锯齿波发生器的设计
二、语音放大电路的设计 通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。 要求： （1）采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语音信号的为一正弦波信号，峰峰值为5mV，频率范围为100Hz~1KHz，电路总体原理图如下所示； 图4 语音放大电路 （2）仔细分析以上电路，弄清电路构成，指出前置放大器的增益为多少dB?通带滤波器的增益为多少dB? （3）参照以上电路，焊接电路并进行调试。 a、将输入信号的峰峰值固定在5mV，分别在频率为100Hz和1KHz的条件下测试前 置放大的输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益，将计算结果同上面分析 的理论值进行比较。 b、能过改变10K殴的可调电阻，得到不同的输出，在波形不失真的条件下，测试集 成功放LM386在如图接法时的增益； c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开，观察对波形的影响， 其作用是什么？ d、扬声器前面1000uF电容的作用是什么？
模拟电路课程设计心得 体会 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
精选范文:《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)本学期我们开设了《模拟电路》与《数字电路》课，这两门学科都属于电子电路范畴，与我们的专业也都有联系，且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期暨模电、数电刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职，而且还及时、真正的做到了学以致用。这两周的课程设计，先不说其他，就天气而言，确实很艰苦。受副热带高气压影响，江南大部这两周都被高温笼罩着。人在高温下的反应是很迟钝的，简言之，就是很难静坐下来动脑子做事。天气本身炎热，加之机房里又没有电扇、空调，故在上机仿真时，真是艰熬，坐下来才一会会，就全身湿透，但是炎炎烈日挡不住我们求知、探索的欲望。通过我们不懈的努力与切实追求，终于做完了课程设计。在这次课程设计过程中，我也遇到了很多问题。比如在三角波、方波转换成正弦波时，我就弄了很长时间，先是远离不清晰，这直接导致了我无法很顺利地连接电路，然后翻阅了大量书籍，查资料，终于在书中查到了有关章节，并参考，并设计出了三角波、方波转换成正弦波的电路图。但在设计数字频率计时就不是那么一帆风顺了。我同样是查阅资料，虽找到了原理框图，但电路图却始终设计不出来，最后实在没办法，只能用数字是中来代替。在此，我深表遗憾!这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。
毕业设计论文 水温自动控制系统 钟野 院系：电子信息工程学系 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位）： 2011年5 月
目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。
水温自动控制系统 钟野 （XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ） 摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。 关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control
密码锁设计报告 摘要： 本系统是由键盘和报警系统所组成的密码锁。系统完成键盘输入、开锁、超时报警、输入位数显示、错误密码报警、复位等数字密码锁的基本功能。 关键字：数字密码锁GAL16V8 28C64 解锁与报警 1
目录： 一、系统结构与技术指标 1、系统功能要求 (4) 2、性能和电气指标 (5) 3、设计条件 (5) 二、整体方案设计 1、密码设定 (6) 2、密码判断 (6) 3、密码录入和判断结果显示 (6) 4、系统工作原理框面 (7) 三、单元电路设计 1、键盘录入和编码电路图 (8) 2、地址计数和存储电路 (12) 3、密码锁存与比较电路 (12) 2
4、判决与结果显示电路 (14) 5、延时电路 (15) 6、复位 (17) 7、整机电路图 (19) 8、元件清单……………………………………………19四、程序清单 1、第一片GAL (21) 2、第二片GAL (23) 五、测试与调整 1、单元电路测试 (25) 2、整体指标测试 (26) 3、测试结果 (26) 六、设计总结 1、设计任务完成情况 (27) 2、问题及改进 (27) 3、心得体会 (28) 3
一、系统结构与技术指标 1.系统功能要求 密码锁：用数字键方式输入开锁密码，输入密码时开锁；如 果输入密码有误或者输入时间过长，则发出警报。 密码锁的系统结构框图如下图所示，其中数字键盘用于输入 密码，密码锁用于判断密码的正误，也可用于修改密码。开锁LED1亮表示输入密码正确并开锁，报警LED2亮表示密码有误或者输入时间超时。 开锁green 键盘密码锁 错误red 4
南京理工大学 电子线路课程设计 实验报告
摘要 本次实验利用QuartusII7.0软件并采用DDS技术、FPGA芯片和D／A转换器，设计了一个直接数字频率信号合成器，具有频率控制、相位控制、测频、显示多种波形等功能。 并利用QuartusII7.0软件对电路进行了详细的仿真，同时通过SMART SOPC实验箱和示波器对电路的实验结果进行验证。 报告分析了整个电路的工作原理，还分别说明了设计各子模块的方案和编辑、以及仿真的过程。并且介绍了如何将各子模块联系起来，合并为总电路。最后对实验过程中产生的问题提出自己的解决方法。并叙述了本次实验的实验感受与收获。 关键词数字频率信号合成器频率控制相位控制测频示波器 Abstract This experient introduces using QuartusII7.0software, DDS technology，FPGA chip and D／A converter to design a multi—output waveform signal generator in which the frequency and phase are controllable and test frequency,display waveform. It also make the use of software QuartusII7.0 a detailed circuit simulation, and verify the circuit experimental results through SMART SOPC experiment box and the oscilloscope. The report analyzes the electric circuit principle of work,and also illustrates the design of each module and editing, simulation, and the process of using the waveform to testing each Sub module. Meanwhile,it describes how the modules together, combined for a total circuit. Finally the experimental problems arising in the process of present their solutions. And describes the experience and result of this experiment. Keywords multi—output waveform signal- generator frequency controllable phase controllable test frequency oscilloscope 目录
目录 第一章绪论 (2) 1.1设计目的及要求 (2) 1.2 设计流程 (2) 第二章原理分析 (3) 2.1 最小系统的结构 (3) 2.2 各电路的原理分析 (3) 第三章原理图绘制 (8) 3.1 原理图设计的一般步骤 (8) 3.2 元件库的设计 (8) 第四章PCB图的绘制 (12) 4.1 创建该项目下的PCB文件 (12) 4.2 绘制PCB (12) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
第一章绪论 1.1 设计目的及要求 电子线路CAD是以电为主的机电一体化工科专业的专业基础课，作为通信工程专业，要通过学习一种典型电子线路CAD软件altium designer，掌握计算机绘制包括电路（原理）图、印刷电路板图在的电气图制图技能和相应的计算机仿真技能。通过本次设计，达到了解DXP软件的运用，认识51单片机的最小系统的构成以及学会改正制图过程中遇到的问题。 根据课程设计的题目，独立设计、绘制和仿真电路，实现51单片机的最最小系统。要求如下： （1）设计出原理图自己绘制51单片机最小系统的电路图，分析电路图中各小电路的工作原理； （2）用DXP软件画出原理图； （3）用DXP软件仿真出PCB板，熟悉电路板的加工工艺； 1.2 设计流程 本次设计主要是熟练运用DXP作出最小单片机系统的电路图，以下通过介绍最小系统的各部分电路的电路图及原理，通过在DXP上绘制原理图，检查并
修改错误，最后生成完整PCB板。
第二章原理分析 2.1 最小系统的结构 单片机单片微控制器，是在一块芯片中集成了CPU（中央处理器）、RAM （数据存储器）、ROM（程序存储器）、定时器/计数器和多种功能的I/O(输入和输出)接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。 单片机最小系统电路主要集合了串口电路、USB接口电路、蜂鸣器与继电器电路、AD&DA转换电路、数码管电路、复位电路、晶振电路和4*4矩阵键盘等电路。如下介绍几种简单的电路设计。 下图是本次设计的的几个有关电路图总体框图：
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
电子线路课程设计 总结报告 学生姓名： 可行性，选择适合设计方案，并对设计方案进行必要的论证。本课题以小功率调幅发射机为设计对象，并对其主振级、低频电压放大级、调制级、高频功率放大级进行了详细的设计、论证、调试及仿真，并进行了整机的调试与仿真。设计具体包括以下几个步骤：一般性理论设计、具体电路的选择、根据指标选定合适器件并计算详细的器件参数、用multisim进行设计的仿真、根据仿真结果检验设计指标并进行调整。最后对整个设计出现的问题，和心得体会进行总结。 关键词调幅发射机；振荡器；multisim仿真设计
一、设计内容及要求 (一)设计内容：小功率调幅AM发射机设计 1.确定小功率调幅发射机的设计方案，根据设计指标对既定方案进行理论设计分析， 并给出各单元电路的理论设计方法和实用电路设计细节，其中包括元器件的具体选择、参数调整。 根据设计要求，要求工作频率为10MHz，输出功率为1W，单音调幅系数 m。由于载波频率为10Mhz，大多数振荡器皆可满足，提供了较多的选择且不需要 8.0 = a 倍频。由于输出功率小，因此总体电路具有结构简单，体积较小的特点。其总体电路结构 可分为主振荡电路（载波振荡电路）、缓冲隔离电路、音频放大电路、振幅调制电路、功
(二）单元电路方案论证 1.主振荡电路 主振荡电路是调幅发射机的核心部件，载波的频率稳定度和波形的稳定度直接影响到发射信号的质量，因此，主振荡电路产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度，主振荡电路可以有四种设计方案：RC正弦波振荡电路、石英晶体振荡电路、三点振荡电路、改进三点式（克拉泼）振荡电路。 2.振幅调制电路 振幅调制电路是小信号调幅发射机的核心组成部分，该单元实现将音频信号加载到载波上以调幅波形式发送出去，振幅调制电路要能保证输出的信号为载波信号的振幅随调制信号线性变化。
石英晶体好坏检测电路设计 设计要求 1. 利用高频电子线路及其先修课程模拟电路的知识设计一个电子线路2．利用该电子线路的要求是要求能够检测石英晶体的好坏 3. 要求设计的该电子线路能够进行仿真 4. 从仿真的结果能够直接判断出该石英晶体的好坏 5. 能够理解该电子线路检测的原理 6. 能够了解该电子线路的应用 成果简介设计的该电子线路能够检测不同频率石英晶体的好坏。当有该石英晶体（又称晶振）的时候，在输出端接上一个示波器能够有正弦波形输出,而当没有 该晶振的时候，输出的是直流，波形是一条直线。所以利用该电路可以在使 用晶振之前对其进行检测。 报告正文 （1）引言： 在高频电子线路中，石英晶体谐振器（也称石英振子）是一个重要的高频部件，它广泛应用于频率稳定性高的振荡器中，也用作高性能的窄带滤波 器和鉴频器。其中石英晶体振荡器就是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成 的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC谐振回路相比，石英晶 体谐振器有很高的标准性，采用品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的 频率稳定度，采用高精度和稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到很高的频 率稳定度。正是因为石英晶体谐振器的这一广泛的应用和重要性，所以在选 择石英晶体谐振器的时候，应该选择质量好的。在选择的时候要对该晶振检 测才能够知道它的好坏，所以要设计一个检测石英晶体好坏的电路。 （2）设计内容： 设计该电路的原理如下：
如下图所示，BX为待测石英晶体(又名晶振)，插入插座X1、X2，按下按钮SB，如果BX是好的，则由三极管VT1、电容器C1、C2等构成的振荡器工作，振荡信号从VT1发射极输出，经C3耦合到VD2进行检波、C4滤波，变成直流信号电压，送至VT2基极，使VT2导通，发光二极管H发光，指示被测石英晶体是好的。若H不亮，则表明石英晶体是坏的。适当改变C1、C2的容值，即可用于测试不同频率的石英晶体。 图一石英晶体好坏检测电路检测原理图 在上面的电路中，晶振等效于电感的功能，与C1和C2构成电容三点式振荡电路，振荡频率主要由C1、C2和C3以及晶振构成的回路决定。即由晶振电 抗X e 与外部电容相等的条件决定，设外部电容为C L ,则=0,其中C l 是C1、 C2和C3的串联值。 （3）电路调试过程： 首先是电路的仿真过程，该电路的仿真是在EWB软件下进行的，下面是将原图画到该软件后的截图：
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学 移通学院 自动控制原理课程设计报告 系部： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 设计时间：2013年12 月 重庆邮电大学移通学院制
目录 一、设计题目 二、设计报告正文 摘要 关键词 设计内容 三、设计总结 四、参考文献
一、设计题目 《自动控制原理》课程设计（简明）任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业（4-6班）本科学生用 引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 一设计题目：Ｉ型二阶系统的典型分析与综合设计 二系统说明： 该Ｉ型系统物理模拟结构如图所示。 系统物理模拟结构图 其中：Ｒ＝1MΩ；C =1uF；R0=41R 三系统参量：系统输入信号：x(t)； 系统输出信号：y(t)；
四设计指标： 设定：输入为x(t)=a×1（t）（其中：a=5） 要求动态期望指标：M p﹪≤20﹪；t s≤4sec； 五基本要求： a)建立系统数学模型——传递函数； b)利用根轨迹方法分析和综合系统（学号为单数同学做）； c)利用频率特性法分析和综合系统（学号为双数同学做）； d)完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验； 六课程设计报告： 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告； 2.报告内容包括：课程设计的主要内容、基本原理； 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程，包括： （1）课程设计计算说明书一份； （2）原系统组成结构原理图一张（自绘）； （3）系统分析，综合用精确Bode图一张； （4）系统综合前后的模拟图各一张（附实验结果图）； 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺； 6.封面装帧成册。
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
辽宁师范大学《低频电子线路》课程设计 （2009级本科） 题目：红外控制9 学院：物理与电子技术学院 专业：电子信息工程 班级： 班级学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：2011 年 6月23日 模拟电子技术课程设计：红外控制九 一内容摘要 红外控制9——红外遥控发射接收系统。该系统主要通过三极管NPN、集成块CD4011以及若干元器件组成红外发射装置产生38—40KHZ频率的信号，由光电二极管接收并通过NE555振荡电路，经过电解电容和二极管作用使小灯发光以达到设计目的。 二关键词 一般PCB基本设计流程如下：前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。 第一：前期准备。这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事，必先利其器”，
要做出一块好的板子，除了要设计好原理之外，还要画得好。在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库，再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高，它直接影响板子的安装；SCH的元件库要求相对比较松，只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS：注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计，做好后就准备开始做PCB设计了。 第二：PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设计环境下绘制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。 第三：PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话，就可以在原理图上生成网络表（Design->CreateNetlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->LoadNets）。就看见器件哗啦啦的全堆上去了，各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行： ①．按电气性能合理分区，一般分为：数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区 (怕干扰)、功率驱动区（干扰源）； ②．完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁； ③．对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏
上海电力学院 自动控制原理实践报告 课名：自动控制原理应用实践 题目：水翼船渡轮的纵倾角控制 船舶航向的自动操舵控制 班级： 姓名： 学号：
水翼船渡轮的纵倾角控制 一．系统背景简介 水翼船(Hydrofoil)是一种高速船。船身底部有支架，装上水翼。当船的速度逐渐增加，水翼提供的浮力会把船身抬离水面(称为水翼飞航或水翼航行，Foilborne)，从而大为减少水的阻力和增加航行速度。 水翼船的高速航行能力主要依靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。 航向自动操舵仪工作时存在包括舵机（舵角）、船舶本身（航向角）在内的两个反馈回路：舵角反馈和航向反馈。 当尾舵的角坐标偏转错误!未找到引用源。，会引起船只在参考方向上发生某一固定的偏转错误!未找到引用源。。传递函数中带有一个负号，这是因为尾舵的顺时针的转动会引起船只的逆时针转动。有此动力方程可以看出，船只的转动速率会逐渐趋向一个常数，因此如果船只以直线运动，而尾舵偏转一恒定值，那么船只就会以螺旋形的进入一圆形运动轨迹。 二．实际控制过程 某水翼船渡轮，自重670t，航速45节（海里/小时），可载900名乘客，可混装轿车、大客车和货卡，载重可达自重量。该渡轮可在浪高达8英尺的海中以航速40节航行的能力，全靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求该系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。
上图：水翼船渡轮的纵倾角控制系统 已知，水翼船渡轮的纵倾角控制过程模型，执行器模型为F（s）=1/s。 三．控制设计要求 试设计一个控制器Gc（s），使水翼船渡轮的纵倾角控制系统在海浪扰动D （s）存在下也能达到优良的性能指标。假设海浪扰动D（s）的主频率为w=6rad/s。 本题要求了“优良的性能指标”，没有具体的量化指标，通过网络资料的查阅：响应超调量小于10%，调整时间小于4s。 四．分析系统时域 1.原系统稳定性分析 num=[50]; den=[1 80 2500 50]; g1=tf(num,den); [z,p,k]=zpkdata(g1,'v'); p1=pole(g1); pzmap(g1) 分析：上图闭环极点分布图，有一极点位于原点，另两极点位于虚轴左边，故处于临界稳定状态。但还是一种不稳定的情况，所以系统无稳态误差。 2.Simulink搭建未加控制器的原系统（不考虑扰动）。
目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分
4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………
电子线路课程设计总结报告 学生姓名： 学号： 专业：电子信息工程 班级：电子112班 报告成绩： 评阅时间： 教师签字： 河北工业大学信息学院 2014年2月
课题名称：小功率调幅AM发射机设计 内容摘要：小功率调幅发射机调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。本课程设计的目的即设计一个小功率调幅发射机并使之满足相应的技术指标。让学生综合运用高频电子线路知识，进行实际高频系统的设计、安装和调测，利用相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。通过设计主振器，缓冲器，音频放大器，调幅电路最终组成小功率调幅发射机。主振器是用来产生频率稳定的高频载波信号。高频放大器是将高频振荡载波信号放大到足够大得强度。高频功率放大器及调制器是将低频放大器输出的信号调制到载波上，同时完成末级功放。 一、设计内容及要求 1、内容：设计一个小功率调幅AM发射机 2、要求： 发射机工作频率f0=10MHz；发射功率Po大于等于200mW；负载电阻Ra=50Ω；输出信号带宽9kHz平均调幅系数ma大于等于30%，单音调幅系数ma=0.8；发射效率η大于等于50%；残波辐射小于等于40dB； 二、方案选择及系统框图 1、方案选择 低频小功率调幅发射机是将待传送的音频信号通过一定的方式调制到高频载波信号上，放大到额定的功率，然后利用天线以电磁波的方式发射出去，覆盖一定的范围。可选用最基本的发射机结构，系统框图如下图所示，由主振级、高频放大器、音频放大器、高电平调幅电路、缓冲电路结构组成。 （1）主振器 主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低、频率稳定度来确定电路型式。电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好。这是因为电容三点式振荡器中，反馈是由电容产生的，高次谐波在电容上产生的反馈压降较小，输出中高频谐波小；而在电感三点式振荡器中，反馈是由电感产生的，高次谐波在电感上产生的反馈压降较大。另外，电容三点式振荡器最高工作频率一般比电感三点式振荡器的高。 主要原因是在电感三点式振荡器中，晶体管的极间电容与回路电感相并联，在频率高时可能改变电抗的性质；在电容三点式振荡器中，极间电容与电容并联，频率变化不改变电抗的性质。因此振荡器的电路型式一般采用电容三点式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用普通三点式电路、克拉泼电路、西勒电路。频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡电路。本电路采用克拉拨振荡器;
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
自动控制原理及系统仿 真课程设计 学号：1030620227 姓名：李斌 指导老师：胡开明 学院：机械与电子工程学院
2013年11月
目录 一、设计要求 (1) 二、设计报告的要求 (1) 三、题目及要求 (1) （一）自动控制仿真训练 (1) （二）控制方法训练 (19) （三）控制系统的设计 (23) 四、心得体会 (27) 五、参考文献 (28)
自动控制原理及系统仿真课程设计 一：设计要求： 1、 完成给定题目中，要求完成题目的仿真调试，给出仿真程序和图形。 2、 自觉按规定时间进入实验室，做到不迟到，不早退，因事要请假。严格遵守实验室各项规章制度，实验期间保持实验室安静，不得大声喧哗，不得围坐在一起谈与课程设计无关的空话，若违规，则酌情扣分。 3、 课程设计是考查动手能力的基本平台，要求独立设计操作，指导老师只检查运行结果，原则上不对中途故障进行排查。 4、 加大考查力度，每个时间段均进行考勤，计入考勤分数，按照运行的要求给出操作分数。每个人均要全程参与设计，若有1/3时间不到或没有任何运行结果，视为不合格。 二：设计报告的要求： 1.理论分析与设计 2.题目的仿真调试，包括源程序和仿真图形。 3.设计中的心得体会及建议。 三：题目及要求 一）自动控制仿真训练 1.已知两个传递函数分别为：s s x G s x G +=+= 22132)(,131)(
①在MATLAB中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示； MATLAB代码： num=[1] den=[3 1] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) num=[2] den=[3 1 0] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) 仿真结果： num =2 den =3 1 0 Transfer function: 2 --------- 3 s^2 + s