1 第一部分精密测试数据采集系统
第一章绪论
1.1数据采集系统简介
数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机（或微处理器）的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
本次设计的精密测试数据采集系统，是用于将模拟信号转换成计算机可以识别的数字信号，将传感器测得的微弱电信号经过放大、滤波，以8051单片机为核心，配以ADC0809模数转换器件，并且通过RS232协议将信息送到PC上位机中进行显示。
1.2应用背景及意义
在计算机广泛应用的今天，数据采集在多个领域有着十分重要的应用。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。利用串行或红外通信方式，实现对移动数据采集器的应用软件升级，通过制订上位机(PC)与移动数据采集器的通信协议,实现两者之间阻塞式通信交互过程。在工业、工程、生产车间等部门，尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。例如：在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等；卫星数据采集系统是利用航天遥测、遥控、遥监等技术，对航天器远地点进行各种监测，并根据需求进行自动采集，经过卫星传输到数据中心处理后，送给用户使用的应用系统。随着时代的发展，数据采集系统在各领域的应用将越来重要，发挥举足轻重的作用。
第二章设计安排
2.1设计目标
针对国际电工电压标准（+、-）5v的规定。要求能根据信号源电压的范围进行调理和计算，并能根据采样定理设计满足要求的滤波器，然后针对处理后的电压值进行A/D转换、数据标定以及数码显示。
2.2设计内容
1利用运算电路把不同电压范围的信号处理到0至5V之间。
2根据采样定理，利用有源滤波器对信号进行抗混滤波。
3利用ADC0809等器件对数据进行A/D转换，采用C语言编写A/D转换过程。
4编写C语言上位机通讯程序（采用RS232协议）实现对底层数据的采集与处理。5已知数据信号电压范围：-0.5V—2.5V；频率成分：信号频率50—100Hz，干扰频率650—750Hz；滤波器类型:巴特沃思有源滤波器，通带增益Kp=1。
2.3设计分析
数据采集（Data Acquisition）就是将要获取的信息通过传感器转换为信号，并经过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，最后送到计算机系统中进行处理、分析、存储和显示。相应的系统称为数据采集系统。一个数据采集系统通常是由传感器（sensor）、信号调理电路（signal conditioning circuit）、A/D 转换器（analog-digital converter，ADC）及微型计算机等4个主要部分组成。信号调理电路包括信号放大、隔离、模拟滤波、多路转换等。
数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得到所需的数据。同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的见识，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。
数据采集系统性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度，以满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。
2.4设计结构
数据采集系统主要有硬件和软件两部分组成，其中硬件部分又可分为模拟部分和数字部分。计算机数据采集系统的硬件基本组成如下图2-1所示。
传感器
前置放大
器
前置放大器
前置放大器
滤波器
滤波器
滤波器
多路模拟开关
S/H A/D
计算机系统
传感器
传感器
2
n
1
……
……
……
图2-1 计算机数据采集系统的硬件基本组成
从图1可以看出，计算机数据采集系统一般有传感器、前置放大器、滤波器、多路模拟开关、采样/保持（Ｓ/Ｈ）器、模数（Ａ/Ｄ）转换器和计算机系统组成。以下介绍各个组成部分的功能。
2.4.1传感器
传感器的作用是把非电的物理量（如速度、温度、压力等）转变成模拟电量（如电压、电流、电阻或频率）。
2.4.2前置放大器
前置放大器用来放大和缓冲输入信号。由于传感器输出的信号较小（如：常用热电偶的输出变化往往在几毫伏到几十毫伏之间，电阻应变片输出电压的变化只有几个毫伏），因此需要加以放大以满足大多数Ａ/Ｄ转换器的慢量程输入５～
１０Ｖ的要求。此外，某些传感器内阻比较大，输出功率较小，这样放大器还起到阻抗变换器的作用来缓冲输入信号。由于各类传感器输出信号的情况各不相同，因此放大器的种类也较多。例如，为了减少输入信号的共模分量，就产生了各种差分放大器、仪用放大器和隔离放大器；为了减少放大器输出的漂移，就产生了斩波稳零和激光修正的精密放大器。
2.4.3滤波器
传感器以及后续处理电路中的器件常会产生噪声，人为的发射源也可以通过各种耦合渠道使信号通道感染上噪声。例如，工频信号可以成为一种人为的干扰源。为了提高模拟输入信号的信噪比，常常需要使用滤波器对噪声信号进行一定的衰减。
2.4.4多路模拟开关
在数据采集系统中，往往要对多个物理量进行采集，即所谓多路巡回检测，这可以通过多路模拟开关来实现，这样可以简化设计，降低成本。多路模拟开关可以分时选通来自多个输入通道中的某一路通道。因此，在多路模拟开关后的单元电路，如采样/保持电路、模/数转换电路以及处理器电路等，只需要一套即可，这样可以节省成本和体积，但这仅适用于物理量变化比较缓慢、变化周期在数十至数百毫秒之间的情况下。因为这时可以使用普通的微秒级Ａ/Ｄ转换器从容地分时处理这些信号。但当分时通道较多时，必须注意泄露及逻辑安排等问题，当信号频率较高时，使用多路分路开关后，对A/D的转换速率要求也随之上升。在数据通过虑超过40~50kHz时，一般不宜使用分时的多路开关技术。模拟多路开关有时也可以安排在放大器之前，但当输入的信号电平较低时，需注意选择多路模拟开关的类型；若选用集成电路的模拟多路开关，由于它比干簧或继电器组成的多路模拟开关导通电阻大、泄露电流大，因而有较大的误差产生。所以要根据具体情况来选择多路模拟开关。
一般模拟多路开关有2N个模拟输入端，N个通道选择器，由N个选通信号控
制选择其中一个开关闭合，使对应的模拟输入端与多路开关的输出端接通，让该路模拟信号通过。有规律地周期性改变N个选通信号，可以按固定的序列周期性闭合各个开关，构成一个周期性分组的分时复用输出信号，由后面的A/D转换器分时复用对个通道模拟信号进行周期性转换。
2.4.5采样/保持器
多路模拟开关之后是模拟通道的转换部分，它包括采样/保持电路和A/D转换电路。采样/保持电路的作用是快速拾取多路模拟开关输出的子样脉冲，并保持幅值恒定，以提高A/D转换器的转换精度，如果把采样/保持电路放在模拟多路开关之前（毎道一个），还可实现对瞬时信号同时进行采样。
A/D转换器完成一次转换需要一定的时间，在这段时间内希望A/D转换器输入端的模拟信号电压保持不变，以保证有较高的转换精度。这可以利用采样/保持器来实现，采样/保持器的加入，大大提高了数据采集系统的采样频率。
2.4.6模/数转换器
采样/保持电路输出的信号送至A/D转换器，A/D转换器是模拟输入通道的关键电路。由于输入信号变化的速度不同，系统对分辨率、精度、转换速率及成本的要求也不同，因此Ａ/Ｄ转换器的种类也较多。目前，采样/保持电路和Ａ/Ｄ转换电路普遍采用单片集成电路，有的单片A/D转换器内部还包含有采样/保持电路、基准电源和接口电路。A/D转换器的结果输出给计算机，有的采用并行输出，有的则采用串行输出。使用串行输出结果的方式对长距离传输和需要光电隔离的场合较为有利。
2.4.7计算机系统
计算机系统是整个计算机数据采集系统的核心。计算机控制整个计算机数据采集系统的正常工作，并且把A/D转换器输出的结果读入到内存，进行必要的数据分析和数据处理。计算机系统包括计算机硬件和计算机软件，其中计算机硬件
是计算机系统的基础，而计算机软件是计算机系统的灵魂。
2.4.8定时与逻辑控制电路
定时电路就是按照各个器件的工作次序产生各种时钟信号，而逻辑控制电路是依据时序信号产生各种逻辑控制信号。数据采集系统个器件的定时关系是比较严格的，如果定时不合适就会严重影响系统的精度。 微型计算机数据采集系统的特点是：
（1）系统结构简单，技术上容易实现，能够满足中、小规模数据采集的要求。 （2）微型计算机对环境的要求不是很高，能够在比较恶劣的环境下工作。 （3）微型计算机的价格低廉，降低了数据采集的成本。
（4）微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的一个基本组成部分。 （5）微型计算机的各种I/O 模板及软件比较齐全，很容易构成系统，便于使用和维护
第三章 信号调理电路的设计
3.1测量放大器的介绍和选用
在数据采集系统中，被检测的物理量经过传感器变换成模拟电信号，往往是很微弱的毫伏级信号，需要用放大器加以放大。而通用运算放大器一般都具有毫伏级的失调电压和毎度数的温漂，因此通用运算放大器不能直接用于发达微弱信号，而测量放大器则能较好地实现此功能。
测量放大器是一种带有精密差动电压增益的器件，由于它具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益等特点，使其在检测微弱信号的系统中被广泛用作前置放大器。
测量放大器的电路原理如下图3-1 所示。由图可见，测量放大器由三个运放构成，并分为二级：第一级是两个同相放大器1A 、2A ，因此输入阻抗高；第二级是普通的差动放大器，把双端输入变成对地的单端输出。
图3-1测量放大器电路原理图
在此次课程设计中，选用了美国Analog Devices公司提供的AD522型放大器。该放大器就是按照上述原理设计的单片集成测量放大器。
AD522集成数据采集放大器可以在环境恶劣的工作条件下进行高精度的数据采集。它线性好，并具有高共模抑制比、低电压漂移和低噪声的优点，适用于大多数12位数据采集系统。AD522通常用于电阻传感器（电热调节器、应变仪等）构成的桥式传感器放大器以及过程控制、仪器仪表、信息处理和医疗仪器等方面。
AD522是集成精密测量放大器，它的非线性度为0.005%（G=100时），在0.1Hz~100Hz频带内噪声的峰-峰值为1.5mV，共模抑制比MRR>100dB(G=100)。AD522采用14脚双列直插式封装，它的引脚功能如下图及表1所示：
图3-2 AD522引脚
表1 引脚功能说明
引脚名称功能
1 +INPUT 正输入端
2 R GAIN 增益被偿端
3 -INPUT 输入端
4 NULL 空端
5 V- 负电源端
6 NULL 空端
7 OUTPUT 输出端
8 V+ 正电源端
9 GND 地参考端
10 NC 不接
11 REF 参考端
12 SENSE 补偿端
13 DATA GUARD 数据保护端
14 R GAIN 增益补偿端
引脚OFFSET（4，6）用于调整放大器零点，调整线路是芯片4、6端接到10KΩ电位器的两个固定端，电位器滑动端接负电源U-（脚5），AD522的基本连接如下图所示。
图3-3 AD522的基本连接
R。
引脚2和14连接调整放大倍数的电阻G
引脚13用于连接信号传输导线的屏蔽网，以减少外电场对输入信号的干扰。AD522具有如下特性：
●低漂移：2.0μV/℃(AD522B)；
●非线性低：0.005%（G=100）；
●高共模抑制比：>110dB(G=1000)；
●低噪声：1.5μVp-p(0.1～100Hz)；
●单电阻可编程增益：1≤G≤1000；
●具有输出参考端及远程补偿端；
●可进行内部补偿；
●除增益电阻外，不需其它外围器件；
●可调整偏移、增益和共模抑制比。
AD522的器件特性
AD522可以提供高精度的信号调理，它的输出失调电压漂移小于1V/℃，输入失调电压漂移低于2.0μV/℃,共模抑制比高于80dB(在G=1000时为110dB)，G=1时的最大非线性增益为0.001%，典型输入阻抗为10 9Ω。
AD522使用了自动激光调整的薄膜电阻，因而公差小、损耗低、体积小、性能可靠。同时，AD522还具有单片电路和标准组件放大器的最好特性，是一种高性价比的放大器。
为适应不同的精确度要求和工作温度范围，AD522提供有三种级别。其中“A”和“B”为工业级，可用于-25～+85℃。“S”为军事级，用于-55～+125℃。AD522可以提供四种漂移选择。输出失调电压的最大漂移随着增益的增加而增加。失调电流漂移所引起的电压误差等于失调电流漂移和不对称源电阻的乘积。另外，AD522的非线性增益将随关闭环增益的降低而增加。
AD522放大器的共模抑制比的测量环境条件为±10V,使用阻值为1kΩ的不对称电阻。在低增益情况下，共模抑制比主要取决于薄膜电阻的稳定性，但由于增益带宽的影响，AD522在60Hz以下频率时相对比较恒定。但在有限的带宽中，AD522的相移将随着直流共模抑制比的升高而增加。
在动态性能方面，AD522的稳定时间、单位增益带宽和增益成正比。
第四章信号的滤波
4.１频率混叠和采样定理
模拟信号经过A/D 变换转换为数字信号的过程称之为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，每隔一个采样频率ωs，重复出现一次。
1. 频混现象
频混现象又称为频谱混叠效应，它是由于采样信号频谱发生变化，而出现高、低频成分发生混淆的一种现象，如图1所示。信号x(t)的傅里叶变换为X(ω)，其频带范围为-ωm~+ωm；采样信号x(t)的傅里叶变换是一个周期谱图，其周期为ωs，并且：
Ωs=2π／Ts
Ts为时域采样周期．当采样周期Ts较小时，ωs＞2ωm，周期谱图相互分离如图1-5中（b）所示；当Ts较大时，ωs＜2ωm，周期谱图相互重叠，即谱图之间高频与低频部分发生重叠，如图1-6中(c)所示，此即为频混现象，这将使信号复原时丢失原始信号中的高频信息。
图4-1 采样信号的频混现象
下面从时域信号波形来看这种情况。图1-6(a)是频率正确的情况，以及其复原信号；(b)是采样频率过低的情况，复原的是一个虚假的低频信号。
图4-2 发生频混现象的时域信号波形
当采样信号的频率低于被采样信号的最高频率时，采样所得的信号中混入了虚假的低频分量，这种现象叫做频率混叠。
2. 采样定理
上述情况表明，如果ωs＞2ωm，就不发生频混现象，因此对采样脉冲序列的间隔Ts须加以限制，即采样频率ωs（2π／Ts）或f s(1／Ts)必须大于或等于信号x(t)中的最高频率ωm的两倍，即：ωs＞2ωm，或f s＞2f m。
为了保证采样后的信号能真实地保留原始模拟信号的信息，采样信号的频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。需要注意的是，在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保证不发生频率混叠，对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。
4.2滤波器
滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。
4.2.1滤波器的类型
1、按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2、按所通过信号的频段
按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
3、按所采用的元器件
按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
3.1、无源滤波器：仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。
3.2、有源滤波器：由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成。这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件）；缺点是：通带范围受有源器件(如集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。
4.2.2三种常用有源滤波器的比较
巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel），具有相同的基本组成，即电阻R、电容C和运算放大器，但通过各器件的信号和输出
f及运算放大器的增益。此三种滤波器的复量是有区别的，关键在于转折频率
c
频响应曲线如下图4-3所示
100
1000
10000
0.1
1.0AVC
f c
0.01
切比雪夫
巴塞尔
巴特沃斯
理想曲线
图4-3复频响应曲线
巴特沃斯滤波器是最简单的一种，只要保证3dB -处的转折频率不变，即
1/RC 不变，R 和C 的数值的选择有较大的自由度。
贝塞尔滤波器的增益和时间常数都是不同的，因为1
2n c
RC f f =，n f 是标准化系数，c f 是转折频率。
切比雪夫是复杂的一种，因为传递函数的极点分布要复杂得多。
4.2.3巴特沃思低通滤波器的设计 1.1 巴特沃斯低通滤波器简介:
巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种，特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯（Stephen Butterworth ）在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的，可以构成低通、高通、带通和带阻四种组态，是目前最为流行的一类数字滤波器 ,经过离散化可以作为数字巴特沃思滤波器 ,较模拟滤波器具有精度高、稳定、灵活、不要求阻抗匹配等众多优点 ,因而在自动控制、语音、图像、通信、雷达等众多领域得到了广泛的应用，是一种具有最大平坦幅度响应的低通滤波器。
1.2巴特沃斯低通滤波器的设计原理:
巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数
2
a j H ）
（Ω用下式表示：
N
2c
2
a 11
j H ）
（）（ΩΩ+=
Ω其中 N 为滤波器的阶数。当Ω=0时，
）（Ωj H a =1；
Ω=c Ω时，）（Ωj H a =1/2,c Ω是3dB 截止频率。Ω=c Ω时，Ω逐渐增大，幅度
下降非常迅速。Ω、N 同幅度特性关系如图1.1所示。N 决定了幅度下降速度，N 越大，通带就越平坦，过渡带也随之变窄，阻带幅度同过渡带下降的速度越迅速，总体频响特性同理想低通滤波器的实际误差
图4-4 Ω、N 同幅度特性关系
用s 代替Ωj ，把幅度平方函数2
a j H ）（Ω变成s 的函数：
N
2c
a a j s 11
s -H s H ）
（）
（）（Ω+= s=Ω+j σ，此公式说明了幅度平方函数有2N 个极点，极点k s 可以用下面的公式来表达：
）
（）
（）（N
21k 221j c N
21
k 2j 2j
c N
21k 2j c k j s ++++Ω=Ω=Ω=ππ
π
πe
e
e e
k=0,1,2，···，2N-1。2N 个极点等间隔分布在半径为c Ω的圆上，间隔是π/N rad 。
如图4-5所示：
图4-5三阶巴特沃斯滤波器极点分布
为形成稳定的滤波器，2N 个极点中只取s 平面左半平面的N 个极点构成
）（s H a ，而右半平面的N 个极点构成）（s H a -。）
（s H a 的表示式为 ∏-=-Ω=10
a )
(s H N k k
N
c s
s ）
（
例如N=3,通过下式可以计算出6个极点
π3
2j c 0s e
Ω=，π
j c 1s e Ω=，π3
4j c 2s e
Ω=，π3
5j c 3s e
Ω=，π
2j c 4s e
Ω=，π3
7j c 5s e
Ω=
当N=3时，6个极点中位于左半平面的三个分别为:
π3
2j c 0s e
Ω=，c j c 1-s Ω=Ω=π
e
，π3
4j c 2s e
Ω=
取s 平面左半平面的极点210s s s ，，组成）
（s H a ： ）
）（）（（）
（ππ32j -c
32
j c
c 3c
a -s -s s s H Ω
ΩΩ+Ω=
将∏=ΩΩ=1
-N 0k c
k c a s -s 1
s H ）（）
（对3dB 截止频率Ωc 归一化后的）
（s H a 表示为：∏=ΩΩ=1
-N 0k c
k c a s -s 1
s H ）（）（ 令λj j s p c
c =ΩΩ
=Ω=，p 称为归一化拉氏复变量。 c /ΩΩ=λ，λ称为归一化频率。
经过归一化后巴特沃斯滤波器的传输函数为：
∏
==1-N 0
K k a p -p 1
p H ）（）
（ (1.1)
式中，c k k /s p Ω=为归一化极点，k s 为位于左半平面的极点用下式表示： 1-N 1,0k p N
21
k 221j k ，，）
（==++πe
将极点表示式代入(1.1)式，得到的）（p H a 的分母是p 的N 阶多项式，用下式表示：
N N N a p
p b p b p b b p H ++???+++=
--1122101
)(
下面来确定N ：
由技术指标p α，p Ω s α和s Ω确定。 在定义
2
p a p j H lg 10-）（Ω=α (1.2)
2
a s j H lg 10-s ）（Ω=α (1.3)
N
2c
2
a 11
j H ）
（）（ΩΩ+=
Ω (1.4) 中，将Ω=p Ω和Ω=s Ω分别代入(1.4)式中，得到2
p a j H ）（Ω和2
a s j H ）（Ω，再将2
p a j H ）（Ω和2
a s j H ）（
Ω代入(1.2)和(1.3)式中，得到：
],)(
11lg[
102N
c
p p ΩΩ+-=α ])
(11
lg[
102N c
s s ΩΩ+-=α 整理得：
10
/p 10
1N
2c
p α=ΩΩ+）（
(1.5)
10/s 101N
2c
s α=ΩΩ+）（ (1.6)
由(1.5)和(1.6)式得到：
1
-101-1010
/s 10/p N
s p
αα
=ΩΩ）（ 令
1
101
-10k /10/10
/sp sp s p -=ΩΩ=ααλ，p s (1.7)
则N 由下式表示：
sp
sp lg lgk -
N λ= (1.8)
取大于等于N 的最小整数。
关于3dB 截止频率c Ω，如果技术指标中没有给出，可以按照(1.7)式或(1.8)式求出，
10
/N
2c
p p 10
1α=ΩΩ+）（
(1.9)
10/N
2c
s s 101α=ΩΩ+）（
(1.10) 由(1.9)式得到：
2N
1
-
.10p c 1-10
p
）（αΩ=Ω
由(1.10)式得到：
2N
1
-.10s
c 1-10s
）（αΩ=Ω
1.3传递函数的计算
在本次课程设计中，信号频率为50—100Hz ，干扰频率650—750Hz 。通带增益Kp=1，f p=100HZ ，αp= 0.1dB ；f s =650Hz ，αs =50dB ，取截止频率f c =600Hz. 1.该滤波器的技术要求：
αp=0.1dB ，Ωp=2πf p =2π2100rad/s=200πrad/s=628rad/s αs =50dB ，Ωs=2πf s=2π2650rad/s=1300πrad/s=4082rad/s 2.确定阶数N
k sp =1101
101.01.0p --s αα
=110110501.0--≈0.00048
λsp=Ωs ／Ωp=2π2650／2π2100=6.5
N= -lgk sp ／lg λsp=4.08，取N=5 (实际应用中，根据具体要求也可能取N=4，指标稍微差一点，但阶数低一阶，使系统是实现电路得到简化。)
3.按照《数字信号处理》156页公式，p k 归一化极点，
???
??++=N k j k e p 21221π）
（k=0,1,2,3,4）
故其极点为p 0= π5
3j e
，p 1= π5
4j e
，p 2= π
j e ， p 3= π5
6j e
， p 4=π5
7
j e
按照课本（6.2.12）式，归一化低通原型系统函数为 a G ()=p
()
∏-=-1
k
p 1
N k p
上式分母可以展开成五阶多项式，或者将共轭极点放在一起，形成因式分解式，这里不如直接查表课本157页表6.2.1简单，由N=5，直接查表得到： 极点：9511.03090.0j ±-，5878.08090.0j ±-，-1.0000 归一化低通原型函数为
a G ()=
p 0
12
2334451
`b p b p b p b p b p +++++ 式中b 0=1.0000， b 1=3.2361， b 2=5.2361， b 3=5.2361， b 4=3.2361 分母因式分解形式为()()(
)
()
116180.116180.01
2
2
+++++=
p p p p p
p G a
以上公式中的数据均取小数点后四位。
4.为将G a (p)去归一化，先求3dB 截止频率c Ω，按照课本（6.2.19）式，得到： c Ω=(
)
N
p p
211.01
10
-
-Ωα=s rad /6389.1452?π
将c Ω代入课本（6.2.20）式c Ω=(
)
N
s s
211.01
10-
-Ωα得：
(
)
s r a d N
c s s
/5502.46021
10
211.0"
?=-Ω=Ωπα
此时算出的'
Ωs 比题目中给的s Ω小，因此，过渡带小于指标要求。或者说，在
s rad s /6502?=Ωπ时衰减大于50dB ，所以说阻带指标有富余量。将
代入()p G A 中得到：
()()
c
s p a a p G s H Ω=
=
()5
04
12
3
23
234
45
5
c
c c c c c
a b s b s b s b s b s s H Ω+Ω+Ω+Ω+Ω+Ω=
()()()()
2
532522
15
101461.9103652.8104798.1103652.8106523.5106400.0?+?+?+?+?+?=s s s s s s H a
c s
p Ω=
1.4 Matlab 仿真
MATLAB 的信号处理工具箱提供了滤波器的函数 buttap 、buttord 、butter 。 由[z,p,k] = buttap(n)函数可设计出n 阶巴特沃斯低通滤波器原型,其传递函数为
))
(())2())(1((1
)(n p s p s p s s H -Λ--=
所以事实上z 为空阵。上述零极点形式可以化为：
11)(b s b s b s k
s H n i n n ++Λ++=
--
其中n
c b ω=0，令s c
/rad 1=ω，得到巴特沃斯滤波器归一化结果,如表所示。 表 8~1n =阶的巴特沃斯滤波器系数
n b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 1 1.0000 2 1.4142 1.0000 3 2.0000 2.0000 1.0000 4 2.6131 3.4142 2.6131 1.0000 5 3.2361 5.2361 5.2361 3.2361 1.0000 6 3.8637 7.4641 9.1416 7.4641 3.8637 1.0000 7 4.4940 10.0978 14.5918 14.5918 10.0978 4.4940 1.0000 8 5.1258 13.1371 21.8462 25.8462 21.8462 13.1371 5.1258 1.0000
buttord 函数可在给定滤波器性能的情况下 ,选巴特沃斯滤波器的阶数 n 和
截止频率c ω,从而可用butter 函数设计巴特沃斯滤波器的传递函数。[9]
[n ,c ω] = buttord (p ω,c ω,Rp ,Rs ,′s′) 可得到足性能的模拟巴特沃斯滤波器的最小阶数 n 及截止频率c ω ,其中p ω为通带的拐角频率, s ω为阻带的拐角频率, p ω和s ω的单位均为rad/s; Rs 为通带区的最大波动系数,Rp 为Rs 阻带区的最小衰减系数, Rs 和Rp 的单位都为dB 。
[b,a] = butter (n,c ω,′s′) 可设计截止频率为c ω的n 阶低通模拟巴特沃斯滤波器,其传递函数为: [10]
)
1()2()
1()2()1()()()(1
1++Λ++++Λ++==--n a s a s n b s b s b s A s B s H n n n n 具体设计步骤
目录 绪论 (1) 1．概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3．运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)
3.4绘制转速图 (17) 3.5 齿轮齿数的估算 (20) 3.6 主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3 带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I 轴的设计 (42) 5.2.2 II 轴的设计 (42) 5.2.3 III 轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)
精密和超精密加工的应用和发展趋势 [摘要]本文以精密和超精密加工为研究对象，对世界上精密和超精密加工的应用和发展趋，势进行了分析和阐释，结合我国目前发展状况，提出今后努力方向和发展目标。 【关键词】精密和超精密加工；精度；发展趋势 精密和超精密制造技术是当前各个工业国家发展的核心技术之一，各技术先进国家在高技术领域(如国防工业、集成电路、信息技术产业等)之所以一直领先，与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本。这些国家的超精密加工技术不仅总体成套水平高，而且商品化的程度也非常高。 美国是开展超精密加工技术研究最早的国家，也是迄今处于世界领先地位的国家。早在20世纪50年代末，由于航天等尖端技术发展的需要，美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，称为“SPDT技术”（Single Point Diamond Turning）或“微英寸技术”（1微英寸＝0.025μm），并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床。用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件等等。如美国LLL实验室和Y－12工厂在美国能源部支持下，于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM－3型，该机床可加工最大零件￠2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜（包括X光天体望远镜）等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm（半径），圆度和平面度为12.5nm，加工表面粗糙度为Ra4.2nm。 在超精密加工技术领域，英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所（简称CUPE）享有较高声誉，它是当今世界上精密工程的研究中心之一，是英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre（纳米加工中心）既可进行超精密车削，又带有磨头，也可进行超精密磨削，加工工件的形状精度可达0.1μm，表面粗糙度Ra<10nm。 日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚，但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国，是以民品应用为主要对象。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，是更加先进和具有优势的，甚至超过了美国。 我国的精密、超精密加工技术在20世纪70年代末期有了长足进步，80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。北京机床研究所是国内进行超
目录 第1章绪论 (3) 1.1概述 (3) 1.2课程设计任务 (3) 第2章总体方案设计 (3) 2.1微动装置的结构选择 (3) 2.2微动装置的工作原理 (4) 第3章微动装置的结构设计 (4) 3.1测微螺杆的设计 (4) 3.1.1测微螺杆的尺寸设计 (4) 3.1.2测微螺杆的表面粗糙度 (5) 3.1.3测微螺杆的材料选择 (5) 3.2衬套的设计 (5) 3.2.1衬套的尺寸设计 (5) 3.2.2衬套的表面粗糙度 (5) 3.2.3衬套的材料选择 (5) 3.3固定套筒的设计 (5) 3.3.1固定套筒的尺寸设计 (5) 3.3.2固定套筒的表面粗糙度 (6) 3.3.3固定套筒的材料选择 (6) 3.4微分筒的设计 (6) 3.4.1微分筒的尺寸设计 (6) 3.4.2微分筒的表面粗糙度 (6) 3.4.3微分套筒的材料选择 (6) 3.5套筒圆螺母的设计 (7) 3.5.1套筒圆螺母的尺寸设计 (7) 3.5.2套筒圆螺母的表面粗糙度 (7) 3.5.3套筒圆螺母的材料选择 (7) 3.6后盖的设计 (7) 3.6.1后盖的尺寸设计 (7) 3.6.2后盖的表面粗糙度 (7) 3.6.3后盖的材料选择 (7) 3.7尺架的设计 (8) 3.7.1尺架的尺寸设计 (8) 3.7.2尺架的表面粗糙度 (8) 3.7.3尺架的材料选择 (8) 3.8螺钉的选用 (8) 3.9键的选用 (8) 第4章主要零件的配合 (8) 4.1尺架与衬套的配合 (8) 4.2测微螺杆与衬套的配合 (9) 4.3固定套筒与微分筒的配合 (9)
第5章主要零件工艺性分析 (10) 5.1测微螺杆的工艺性分析 (10) 5.2测微螺杆工艺路线 (11) 第6章零件加工机床精度的选择 (12) 6.1测微螺杆工机床的选择 (12) 6.2其他零件的加工机床选择 (12) 第7章总结与体会 (12) 参考文献 (12)
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 学院：机械学院 班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞 学号： 指导教师：毛卫平 2017年 6月 目录 一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19)
五：参考文献 (20) 一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构： 由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。 1.2气动回路图
精密和超精密加工技术复习思考题答案 第一章 1.试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。 答：超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。国防方面，例如：对于导弹来说，具有决定意义的是导弹的命中精度，而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。制造惯性仪表，需要有超精密加工技术和相应的设备。 尖端技术方面，大规模集成电路的发展，促进了微细工程的发展，并且密切依赖于微细工程的发展。因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化，使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂和完备的电路。因此，提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。 2.从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工。 答：通常将加工精度在0.1-lμm，加工表面粗糙度在Ra 0.02-0.1μm之间的加工方法称为精密加工。而将加工精度高于0.1μm，加工表面粗糙度小于Ra 0.01μm的加工方法称为超精密加工。 3.精密和超精密加工现在包括哪些领域。 答：精密和超精密加工目前包含三个领域： 1)超精密切削，如超精密金刚石刀具切削，可加工各种镜面。它成功地解决了高精度陀螺仪，激光反射镜和某些大型反射镜的加工。 2)精密和超精密磨削研磨。例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工。 3)精密特种加工。如电子束，离子束加工。使美国超大规模集成电路线宽达到0.1μm。 4.试展望精密和超精密加工技术的发展。 答：精密和超精密加工的发展分为两大方面：一是高密度高能量的粒子束加工的研究和开发；另一方面是以三维曲面加工为主的高性能的超精密机械加工技术以及作为配套的三维超精密检测技术和加工环境的控制技术。 5.我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何。 答：我国当前某些精密产品尚靠进口，有些精密产品靠老工人于艺，因而废品率极高，例如现在生产的某种高精度惯性仪表，从十几台甚至几十台中才能挑选出一台合格品。磁盘生产质量尚未完全过关，激光打印机的多面棱镜尚不能生产。1996年我国进口精密机床价值达32亿多美元(主要是精密机床和数控机床)。相当于同年我国机床的总产值，某些大型精密机械和仪器国外还对我们禁运。这些都说明我国必须大力发展精密和高精密加工技术。 6.我目要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的内容。
现代检测技术综合设计报告 课程设计题目：基于虚拟仪器的压力测量系统 学院名称：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气12-1 姓名：杨育新学号 12401170103 同组者姓名： 指导教师：黄晶 日期：2014.06.09～2014.06.20
目录 一、任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 二、总体设计方案 2.1 现代测控技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.2 自动检测系统的原理框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 三、压力传感器 3.1 传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.3 工作特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 四、硬件设计 4.1 应变片的测量转换电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4.2 电桥的放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.3 压力测量的总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 五、Labview软件设计 5.1 程序流程图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.2 前面板的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.3 实验框图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 六、调试情况及结论 6.1 程序的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 6.2 实验结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 七、课程设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
合肥工业大学 《精密机械设计》课程设计 指导教师：刘善林 设计人员： 08-测控三班20080090刘昊乐 08-测控三班20080091李建荣 08-测控三班20080092 金鑫 08-测控三班20080093 蒋婷婷 08-测控三班20080094 宋冰清 08-测控三班20080095 盖玉欢 08-测控三班20080096 杨杰
二级圆柱直齿轮减速器设计 目录： 一、设计任务书； 二、传动方案的比较和拟定； 三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率 和转矩； 四、电动机的选择； 五、齿轮的设计计算； 六、轴的设计计算； 七、滚动轴承的选择和计算； 八、联轴器的选择； 九、减速器的技术特性、润滑方式、润滑剂的择； 十、其他说明； 十一、参考文献
一、设计任务书 （一）设计课题 二级圆柱直齿轮减速器的设计 （二）技术指标 1、减速器输出功率1.95kw; 2、减速器输入轴转速960r/min; 3、总传动比i=10; 4、使用寿命10年，每年工作250天，每天工作8小时； 5、双向传动（传动无空回），载荷基本稳定，常温工作。 二、传动装置总体设计 拟定设计方案： 展开式
特点：输入输出轴不在同一方向，结构简单，非对称分布，轴向尺寸小，径向尺寸大。 三、各级传动比的分配，计算各轴的转速、功率和转矩 1、分配各级齿轮传动比 i i i )5.1~3.1()5.1~3.1(3212/=== 1.4*10 =3.74 i 2’3=2.67 2、计算各轴的转速、功率和转矩 （1）转速n n 1=n 3*i n 2=n 3* i 2’3 n 1=960r/min n 3=96r/min n 2=256.32r/min (2)功率p p g =p 3*ηr ηr ---一对轴承效率（0.97） p 3=p 2*ηr *ηs ηs ---低速级齿轮传动效率（0.97） p 2=p 1*ηr *ηf ηf ---高速级齿轮传动效率（0.97） p 1=p*ηc ηc ---联轴器效率（0.99） p---电机的输出功率 p g ---减速器输出功率（已知） ∵p g =1.95kw ∴p 3=2.01kw p 2=2.14kw p 1=2.27kw p=2.29kw (3)转矩T 及其分布
精密和超精密加工论文 一、精密和超精密加工的概念与范畴 通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1?;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b.精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m，最好可到Ra0.025?;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025?;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，
江苏省农村试验区自学考试毕业论文 机电综合课程设计 机电综合课程设计 摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计； 完成交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片 机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体 思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。 位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序， 向控制回路发送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。 关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。 一．前言 机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的
产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。 本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。 本设计完成了如下要求： （1）单片机控制系统电路原理图的设计 （2）控制系统电路印制版的绘制 （3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动 （4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警 （5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图 （6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等） （7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机） 此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。
网吧系统压力测试方案文档修改历史
目录 1.文档介绍 (3) 1.1.测试目的 (3) 1.2.读者对象 (3) 1.3.参考资料 (3) 1.4.术语与解释 (3) 2.测试环境 (3) 2.1.测试环境 (4) 2.2.测试工具 (4) 3.测试需求 (5) 3.1.测试功能点 (5) 3.2.性能需求 (5) 4.准备工作 (5) 4.1 并发用户数计算 (6) 4.2 业务分配 (7) 4.3 脚本和环境 (7) 5.测试完成准则 (7) 6.测试风险 (8) 7.测试设计策略 (8) 7.1.组合测试用例策略 (8) 7.2.测试执行策略 (8) 8.业务模型 (9) 8.1场景启用模式 (9) 8.2 测试目标 (9) 8.3 场景设计 (9) 9.测试报告输出 (12)
1.文档介绍 1.1.测试目的 本次压力测试的目的是检测网吧系统的核心业务的性能情况。为了保证后期在业务量不断增长的情况下系统后能够稳定运行，需要对核心业务场景的压力情况有充分了解。因此，希望在模拟生产环境的情况下，模拟用户并发数，对系统核心业务进行压力测试，收集相应的系统参数，并最终作为系统稳定运行的依据，同时为系统调优提供指导。 编写本方案的目的是指导本次性能测试有序的进行，相关人员了解本次压力测试。1.2.读者对象 本方案的预期读者是：项目负责人、测试人员和其他相关人员。 1.3.参考资料 1.4.术语与解释 ?系统用户数：使用该系统的总用户数； ?同时在线用户数：在一定的时间范围内，最大的同时在线用户数； 2.测试环境 模拟客户使用环境（最好模拟客户实际使用的配置环境）。具体如下：
《测控系统综合课程设计》教学大纲 课程编码： 060251008 学时/学分：2周/4学分 一、大纲使用说明 本大纲根据测控技术与仪器专业2017版教学计划制定 （一）适用专业：测控技术与仪器专业 （二）课程设计性质：必修课 （三）主要先修课程和后续课程： 1、先修课程：matlab、计算机过程控制技术、网络化测控系统、微机原理及应用、过程控制系统与仪表。 2、后续课程：毕业设计 （四）适用教学计划版本：2017版教学计划 二、课程设计目的及基本要求 1．进一步培养学生网络化设计的思想，加深对网络化测控系统要素和控制结构的理解。 2．针对网络化测控系统的重点和难点内容进行训练，培养学生独立完成有一定工作量的程序设计任务和系统设计任务。 3．培养学生掌握组态王等编程语言的编程技巧及上机调试程序的方法。 4．培养学生掌握控制系统中的PID算法。 5、培养学生团队合作意识和较强的人际交往能力。 课程设计一人一题，4人为一组的方式进行，分工与任务要求明确，设计题目结合现有的实验设备，着重锻炼学生的应用能力和动手能力，通过系统装置联机调试，最后完成课程设计报告。 三、课程设计内容及安排 1、课程设计内容 本次课程设计利用组态和VB软件进行温度控制系统软件设计，可采用调压控制或占空比控制两种方式，结合P、PI、PD、PID控制算法，共为学生提供多个题目选择，4名同学为1组结合现有的实验设备,自拟课设题目（需经老师核准），根据自己设计题目要求，分析系统的特点和系统特性，在实验室依据设计方案进行系统硬件电路连接，通过不同的软件编程及控制方式，可实现无线平台、监控计算机和实验对象的联机运行及控制，达到预期对温度的控制目的。每组大题目可参考如下。 题目1：基于VB的调压PI温度控制系统 设计内容：基于无线通信实验平台、电加热炉等硬件，电炉被控对象的加热采用调压控制模式，利用VB编程语言及控制算法实现此系统的方案、界面、数据采集和温度控制等的设计。 题目2：基于VB的占空比PD温度控制系统设计 设计内容：基于无线通信实验平台、电加热炉等硬件，电炉被控对象的加热采用占空比控制模式，利用VB编程语言及控制算法实现此系统的方案、界面、数据采集和温度控制等的设计。 题目3：基于组态王的调压PID温度控制系统设计 设计内容：基于无线通信实验平台、电加热炉等硬件，电炉被控对象的加热采用调压控制模式，利用组态王编程语言及控制算法实现此系统的方案、界面、数据采集和温度控制等的设计。 同组4个子题目可参看如下： （1）控制系统仿真 针对平台电热炉的被控对象，根据同组同学采用飞升曲线法建立的对象模型（一阶惯性加滞
《精密仪器设计（1）》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程代码：MI310 2、课程名称（中/英文）：精密机械设计 Precision Machine Design 3、学时/学分：72学时，4学分 4、开课院（系）、教研室：电子信息及电气工程学院仪器系 5、先修课程：《互换性技术与测量》、《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》 6、面向对象：测控技术及仪器专业本科三年级学生 7、教材、教学参考书： 教材名称： 《精密机械设计》庞振基、黄其圣等主编出版社：机械工业出版社出版时间：2001年7月 教学参考书： 《电子精密机械设计(第3版)》徐祥和主编东南大学出版社1986年 《金属材料与热处理》何雪涛主编高等教育出版社1998年 《机械原理》郑文纬主编高等教育出版社1997年 《互换性与测量技术基础》高延新主编哈尔滨工业大学出版社1992年《机械零件》郑志祥主编高等教育出版社1987年 《理论力学》王崇斌编写高等教育出版社1988年 《材料力学》沈煜高等教育出版社1988年 《机械设计课程设计》西北工业大学机械学教研组编著西北工业大学出版社1994年 《机械零件学习指南与课程设计》张绍甫徐锦康魏传儒编写机械工业出版社1996年
《机械设计课程设计》巩云鹏田万禄张祖立黄秋波编写东北大学出版社2000年 《机械设计课程设计》席伟光杨光李波编写高等教育出版社2003年 二、课程性质和任务 《精密机械设计》是仪器科学与工程专业本科学生学习的与机械类有关的最后一门专业课，同时也是一门与仪器仪表相关的专业基础课。这门课程综合了《机械原理》、《金属材料及热处理》、《互换性与技术测量》及《机械零件》等课程的知识，因此本门课程涉及知识面广、专业性强、授课难度大。 《精密机械设计》主要研究精密机械中常用机构和常用的零件和部件。是从机构分析、工作能力、精度和结构等诸方面来研究这些机构和零、部件，并介绍其工作原理、特点、应用范围、选型、材料、精度以及设计计算的一般原则和方法。本门课程涵盖的内容有常用工程材料和热处理方法、零件几何精度、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、摩擦轮传动和带传动、齿轮传动、螺旋传动、轴、联轴器和离合器、支承、直线运动导轨、弹性元件、联接、仪器常用装置和机械的计算机辅助设计等教学内容。这些教学内容涵盖了有关精密仪器设计所有的基础知识，可以为以后进一步的精密仪器设计打下坚实的基础，本课程教学目的： 1、使用学生初步掌握常用机构的结构分析、运动分析、动力分析及其设计方 法； 2、使常用掌握常用零、部件的工作原理、特点、选型及其计算方法，培养学 习能运用所学基础理论知识，解决精密机械零、部件的设计问题； 3、培养学生具有设计精密机械传动和仪器机械结构的能力某些典型零、部件 的精度分析、并提出改进措施； 4、使学生了解常用机构和零、部件的实验方法；初步具有某些零、部件的性 能测试和结构分析能力； 5、使学生了解材料与热处理、公差与配合方面的基本知识，并能在工程设计 中如何正确选用；
精密和超精密加工现状与发展趋势 一、精密和超精密加工的概念与范畴 通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1μ;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μ;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a. 砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b. 精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c. 珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1μ;m，最好可到Ra0.025μ;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d. 精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025μ;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。 e. 抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。手工或机械抛光加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05μ;m，可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。超声波抛光加工精度0.01~0.02μ;m，表面粗糙度Ra0.1μ;m。化学抛光加工的表面粗糙度一般为Ra≤0.2μ;m。电化学抛光可提高到Ra0.1~0.08μm。 超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。 超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术；超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术，它们是针对集成电路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的绝对
基于L a b v i e w的压力测 试系统 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
现代检测技术综合设计报告 课程设计题目：基于虚拟仪器的压力测量系统 学院名称：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气12-1 姓名：杨育新学号 同组者姓名： 指导教师：黄晶 日期：～ 目录 一、任务 书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 二、总体设计方案 2.1 现代测控技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.2 自动检测系统的原理框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 三、压力传感器 3.1 传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.3 工作特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
四、硬件设计 4.1 应变片的测量转换电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4.2 电桥的放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.3 压力测量的总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 五、Labview软件设计 5.1 程序流程图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.2 前面板的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.3 实验框图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．8六、调试情况及结论 6.1 程序的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 6.2 实验结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．14七、课程设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
《精密超精密加工技术》期末试题 1～6题为必答题（每题10分）。 1.精密和超精密加工的精度范围分别为多少？超精密加工包括哪些领 域？ 答：精密加工的精度范围为1μm~0.1μm、表面粗糙度为0.1μm~0.025μm；超精密加工的精度范围为高于0.1μm、表面粗糙度小于0.025μm。 超精密加工领域包括： （1）超精密切削加工。如采用金刚石刀具进行超精密切削，可进行各种镜面、反射镜、透镜等大型器件的精密加工。它成功地解决了激光核聚变系统和天体望远镜中地大型抛物面加工。 （2）超精密磨削和研磨抛光加工。如高密度硬磁盘地涂覆表面加工和大规模集成电路基片的加工，以及高等级的量块加工等。 （3）精密特种加工。如在大规模集成电路芯片上，采用电子束、离子束的刻蚀方法制造图形，目前可以实现0.1μm线宽。 2.超精密切削对刀具有什么要求？天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、人 造聚晶金刚石和立方氮化硼刀具是否适用于超精密切削？ 答：超精密切削对刀具性能的要求：1）极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量，以保证刀具有很长的寿命和尺寸耐用度。2）切削刃钝圆半径要极小，这样才能实现超薄切削厚度。3）切削刃无缺陷，因为切削时刃形将复印在加工表面上，切削刃无缺陷能得到超光滑的镜面。4）和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低，能得到极好的加工表面完整性。 天然单晶金刚石有着一系列优异的特性，如硬度强度耐磨性极高导热性好，与有色金属摩擦因数低，刀具钝圆半径极小等。虽然价格昂贵，仍被公认为理想不能替代的超精密切削刀具材料。 人造单晶金刚石现在已能工业生产，并已开始用于超精密切削，但它的价格仍很昂贵。 人造聚晶金刚石无法磨出极锋锐的切削刃，钝圆半径很难小于1微米，因此它只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。
压力测试方案 一．目的 本次压力测试的目的是检测轰趴趴系统的核心业务的性能情况。为了保证后期在业务量不断增长的情况下系统能够稳定运行，需要对核心业务场景的压力情况有充分了解。因此，希望在产线环境下，模拟用户并发数，对系统核心业务进行压力测试，收集相应的系统参数，并最终作为系统稳定运行的依据，同时为系统调优提供参考。 二．测试环境及工具 产线环境，loadrunner11。 三．测试需求 1.测试功能点： 进入主页面 查询订单 2.性能要求 进入主页面，系统平均响应时间小于等于3秒 订单查询响应时间小于等于3秒 3.最大并发用户数量上下限估值 取系统目标期望最大在线用户需求数量的百分之五到百分之二十来计算。 四．测试前置条件 1.将轰趴趴H5抽离出来单独部署测试性能，并屏蔽掉与微信交互的内容（如支付、认证），保留区别用户账户身份的参数，以便于在制作压力测试脚本时方便参数化、达到不同用户多用户并发测试。 2.为方便压力测试中多用户并发查询订单的测试，还要有对应的测试数据。 五．测试实施 1.利用loadrunner对手机页面脚本录制的原理：需要保证手机终端和电脑在公司同一无线网络内，手机终端可以通过代理将请求信息通过电脑进行转发。 2.对功能点事先录制好脚本，包括设置集合点、参数化等等，并且调试好，脚本能够成功回放，保证在测试时能顺利运行。 3.创建测试场景，并配置好每个场景的设置。 4.测试过程中保存完好脚本和分析结果，并规范的对脚本和分析结果等进行命名。 5.并发数量大于单台PC测试机运行性能时，部署其它pc机作为负载机一起测试。 6.并发访问有ip限制时，在测试工具中设置ip欺骗。 六．测试完成准则 1.符合上面列出的性能要求 2.期望值下的多人用户同时在线，脚本长时间运行后，系统不崩溃，各功能正常；服务器监 控cpu、内存、响应时间等参数保持稳定。场景运行停止后，一段时间内占用的资源能够正 常释放。（注：服务器端监控需要运维官担当）
题目：根据线性系统的频域分析法和串联校正方法的原理，编写MATLAB程序，要求针对被校正系统的特点以及校正目 标，实现串联校正装置结构的选择以及相应参数的计 算 1）在频域内进行系统设计，是一种间接设计方法，因为设计结果满足的是一些频域指标，而不是时域指标。然而，在频域内进行设计是一种简便的方法，在伯德图上虽不能严格地定量给出系统的动态性能。但却能方便地根据频域指标校正装置的参数。 2)频域设计的这种简便性，是由于开环系统的频率特性与闭环系统的时间响应有关。开环频域特性的低频段表征了闭环系统的稳态性能；中频段表征了闭环系统的动态性能；高频段表征了闭环系统的复杂性和噪声抑制性能。 3）因此，用频域法设计控制系统的实质，就是在系统中加入频率特性形状合适的校正装置，使开环系统频率特性形状变为所期望的形状：低频段增益充分大，以保证稳态误差要求；中频段对数幅频特性斜率一般为-20db/dec，并占据充分的频带，以保证具备适当的相角裕度；高频段增益尽快减小，以消弱噪声影响。 4）串联校正就是将校正装置G(s)与待校正系统在主调节回路里串联连接。控制环节的设计的实质就是，当系统的静态、动态性能指标偏离要求时，在系统的适当位置加入适宜的特殊机构，通过调节它们的参数，从而使系统的整体特性发生改变，最终达到符合要求的性能指标。
1 算法实现流程图
2 伯德图超前校正的设计 2.1 伯德图超前校正设计的方法 1）超前校正环节的两个转折频率应分别设在系统截止频率的两侧。因为超 前校正环节相频特性曲线具有正相移，幅频特性曲线具有正斜率，所以校正后系统伯德图的低频段不变，而其截止频率和相角裕度比原系统的大，这说明校正后系统的快速性和稳定性得到提高。 2）然而，这两者是一对矛盾，不可能同时达到最大，总是顾此失彼。一般， 我们在选用超前校正时，以提高截止频率为主要目的。 3）利用系统频率响应性能可以试凑地解决超前滞后类校正器的设计问题， 但这样很耗时，有时还不能得出期望的结果。本次本人用基于校正后系统剪切频率和相位裕度设定的算法来设计超前校正。 2.2 超前校正设计的步骤 1）根据稳态误差要求，确定开环增益k 。 2）利用已确定的开环增益，计算待校正系统的相角裕度。 调用伯德函数可以轻松求出。 3） 根据幅值关系计算出α。 由超前校正系统的伯德图可知，在最大相角处，幅值增益为10lg α由此 可算出α。 4）计算零、极点z 、p 的值 由 c m ωω=== 得p ω=、/z p α= 5）得出校正网络传递函数、并作校正后系统的伯德图，得相角裕度。 2.3 超前校正设计的程序 [mag,phase,w]=bode(sys0); m1=spline(w,mag,wc);
《精密机械及仪器设计》课程设计教学大纲 课程编号：00208813学时：1周 适用专业：测控技术及仪器授课单位：测控教研室一、课程设计的目的与任务 目的：通过课程设计实践，巩固学生所学精密机械课程的基本理论和基础知识，树立正确的设计思想，培养综合运用精密机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决精密机械设计问题的能力，使学生的设计能力、特别是创新能力得到提高。 任务：通过对精密机械系统的设计，使学生综合运用基本理论和基础知识，进行机械系统运动方案设计的基本训练，加强创新能力的培养，完成从方案拟订到机械结构设计的过程训练，进行精密机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练，运用CAD技术完成机构分析、零部件设计、绘制装配图、零件图和设计说明书。 二、课程设计的基本要求 使学生受到精密机械设计的全面训练，起到培养学生设计能力、创新能力和工程实践能力的目的： 1、针对设计题目开展调查研究，了解与设计题目相类似的产品情况，增加设计的感性知识。 2、认真参加与之相关的机械实验。 三、课程设计内容 精密机械设计课程设计，通常以一般用途的精密机械传动装置或简单通用精密机械为设计对象，通常包括下列内容： 1、精密机械系统方案的拟定 2、精密机械系统运动动力参数计算 3、传动零件设计,包括带传动设计,齿轮传动设计等 4、减速器轴的结构设计，滚动轴承的选择，键和联轴器的选择 5、绘制零件图、装配图； 6、编写设计计算说明书。 四、学时分配 共一周时间：其中任务分析、方案设计两天，计算机绘图三天。 五、课程设计教材（讲义）、参考资料 《精密机械及仪器设计》课程设计指导书 六、课程设计成绩考核与评定 根据学生出席情况，课程设计任务完成情况综合评定，分为优、良、中、及格、不及格五个等级。
计算机测控系统课程设计 课题：基于DCS技术的水箱水位串级控制系统设计与仿真实现 专业：自动化 班级：自动10—1BF
一、课程设计目的通过对水位监控系统的设计和试验，掌握组态软件的应用，以及计算机监控系统的基本组成和实现方法。了解DCS 应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。以P3DCS 分散控制系统为平台，完成DCS 的组态。 二、课程设计内容采用P3DCS系统设计完成水箱水位串级控制系统并进行参数整定和调试，包括数据库组态、SAMA图组态、流程图组态、操作器组态，设计手动和单回路自动控制、串级自动控制等控制方案，并实现手自动无扰切换和报警，设计相应的模拟量控制和逻辑控制方案并实现，进行仿真、参数整定与系统调试。其中上水箱水位的对象传递函数为s e s s G 3 2 1 15 2 ) ( 上水箱水位对下水箱水位传递函数为s e s s G 5 1 1 25 3 . 1 ) ( 其它执行器和测量电路的传递函数简化为K = 1 三、系统概述两个水箱的串联在工业中运用的非常广泛，上下水箱组成一个串联，这样的一个串联系统跟单容水箱在控制时间上对比有了一定的迟延，这是由于容积迟延造成的，通过在P3DCS 组态软件的使用下，设计一个串级控制系统。设计串级回路控制的目的就是在控制系统中加入副回路，从而加快系统的调节速度和增强系统的动态性能。主副回路控制系统的PID 参数采用两步整定法，先整定副回路上水箱的PID 参数使之达到稳定，然后再整定主回路的参数使之达到稳定的状态。并通过P3DCS 组态软件对系统的曲线进行实时监控，调出最优PID 参数。系统的工艺流程如下图（图1）所示：图 1 3 根据水箱系统的结构，我们设置一个串级控制回路，把下水箱作为串级控制系统的主控制回路，上水箱作为串级的副控制回路。从而得出串级控制系统的方框图如（图2）所示：图2