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门铃对讲毕业论文

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门铃对讲毕业论文

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电子门铃的电路原理图

图9是这种电子门铃的电原理图。当选择开关S1打向“门铃”处,按一下门铃按钮SB,门铃奏响音乐。当S1打向“灯光”处,扬声器B被断开,按下SB,D1~D4点亮,指示牌显示出“正在休息,请勿打扰”的字样。发光二极管指示牌可与门铃按钮做成一体,使用起来一目了然,十分方便。

电子门铃的电路原理图

1、室外机的工作原理为:

(1)利用麦克风采集语音和摄像头采集图像信号,并将采集的模拟信号进行模数转换为数字信号。主处理器对语音和数字图像信号进行压缩和增强等处理,然后将压缩好的信号通过无线信号发射器发射出去;

(2)将外设比如门铃按钮等产生的控制信号,通过无线信号发射器发射出去;

(3)无线信号接收器接收室内机发射过来的无线语音信号,主处理器将接收的语音信号进行解压缩处理,然后数模转换为模拟信号,通过扬声器播放出来;

(4)无线信号接收器接收室内机发射过来控制信号,主处理器将接收的控制信号转换为锁控制命令,并通过短距离的无线发射器(通常采用Zigbee协议)发射给开锁控制器。

2、室内机的工作原理为:

(1)无线信号接收器接收来自室外机的无线语音或视频信号,主处理器对接收的信号进行冗错和解码等处理,然后将解码的视频信号通过显示屏显示出来,而解码的语音信号经D/A转换为模拟信号,通过扬声器播放出来;

(2)将室内机的各种外设比如通话、开锁等按钮产生的控制信号,通过无线信号发射器发射出去;

(3)利用麦克风采集语音信号,并将采集的模拟信号进行模数转换为数字信号,主处理器对语音信号进行压缩处理,然后将压缩好的信号通过无线信号发射器发射出去。

开锁控制器主要用来实现无线遥控开锁。开锁控制器内嵌入各种智能锁(电控锁、磁力锁、静音锁、指纹锁和密码锁等)的控制器。当开锁控制器接收到来自室外机的无线控制信号后,通过解密和解码产生是否开锁的信号,从而遥控开锁。

扩展资料

常见的门铃有普通无线门铃、不用电池的无线门铃和有线门铃。

1、无线门铃

不用电池的无线门铃是指发射器采用能量捕获技术,可收集用户按动门铃按钮时的能量转换为电能驱动门铃发声器响铃。其室内机也就是门铃发声器需要接市电。门铃按钮产生的控制信号,通过无线信号发射器发射出去,室内机的无线信号接收器接收这一无线信号,进而响铃。

2、有源门铃

有源无线门铃即日常生活中经常见到的门铃,其发射器依靠12V电池供电,接收器依靠电池供电或者接市电。门铃按钮发射无线信号,室内机的无线信号接收器接收这一无线信号,进而响铃。

无线门铃从传输的内容来分,可分为无线非可视门铃和无线可视门铃。

3、有线门铃

发射器与接收器之间是依靠电线连接,发射器发出的信号是通过电线传输至接收器,因而信号比较稳定,也不会发生误响,但是布线比较麻烦,很可能需要凿墙等,因而近几年逐渐淡出市场。

参考资料来源:百度百科-门铃

参考资料来源:百度百科-无线门铃

音乐门铃毕业论文

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我觉得最好的办法就是去找本(电气工程)这样的期刊~看下里面别人的论文题目都是什么~然后根据他们的论题找下灵感~肯定是可以的~加油

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天下没有免费的午餐

门铃的重要性毕业论文

“门铃”这玩意在中国古代较少听说,有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环,叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声,有现代“门铃”的作用。“门铃”在外国电影的古代片中常有出现,也多是有钱的人户在门前吊着一只硕大的青铜手柄。马车夫将客人送到门前的时候,会顺便拉拉它牵动里面的铃当以示来人。 在近代“门铃”不再是有钱人家的专项,“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是,“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。在笔者有兴趣于“门铃”的早两年里,收集了许多新式“门铃”的电路,自制了好几种不同音响的“门铃”,也做了不少的延伸“门铃”作用的试验,都是很实用的。近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数:最常见的是前几年流行的“电子门铃”;一般安放两节5号电池在内,门外的触发电钮被人按动后,门内的“门铃”就“嘀嘟”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话,验明真声后主人再给客人开门。它们的缺点就是要消耗电源,特别是用电池的毛病较多,但用交流电的又怕临时停电。高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的,不但可以叫门对话,还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客,用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。 “门铃”的触发与应用也有多种的形式:早年去香港的一家小航模店铺,站在玻璃门前看见里面没人,找遍门口也不见有“门铃”的按钮。傻等了片刻忍不住推了一下门,只听得门内“嘀嘟”的响了两下,主人从后面的内室出来了。近来在市内也见有类似这样的作法;个别茶吧在门上吊一串风铃,有客人推门时风铃就发出一连串欢快说耳的声言,侍应小姐闻讯马上跑过来照呼问好,偶觉的这样比派人站在门口要好。后来偶帮两位互为近邻的老教师作了“电子门铃”增加接线按钮的尝试,让她们可以在家按对方的“门铃”,发出“我有病请来帮助!”或是“来打麻将好不好?”的信息。早年偶去看外婆颇为不便,因她年老耳聋敲破门也没用。初时带一支强光电筒,在窗外对里面照晃。后来干脆专门安只大瓦数灯泡,在门口按得它闪闪发光以示来人,倒是蛮管用的。在老妈外出的一段日子里,偶还帮老爸安装过一只警报“门铃”;拉线吊在床头,万一有困难病急拉它一下,这只“门铃”会发出较大的“吡卟”型响声,用救护车样的音响呼唤邻居帮忙。 “门铃”作用的延伸及简化:在家里装只“电子门铃”如果只是叫门,不免有点单调。如果多安几只触发传感器,可以有煤气报警、自行车被动、火灾呼叫、定时提醒、等不同音响与作用,这样做成本也不会太高。如果“门铃”只需要作叫门的作用,用电子式的就太过繁琐了。偶的作法是用一只吊在钢丝上的铃当做“门铃”,钢丝连接门外的弹性按钮即可。这样的“门铃”制作简便悦耳耐用,乃是简便“门铃”中最上乘的作法也。 “铃当门铃”可谓是反朴归真的典型绿色用品,无需用电安全可靠,经济耐用简便悦耳,不耗电池有利环保,还可以做成双音或装饰品外形美化环境,值得在社会上推广使用。需要“铃当门铃”具体工艺图纸的厂家可以与偶联系,偶的要求是回报一打出厂成品以赠亲友。但就目前的国人国情,偶还真不指望呢。这不,本帖已说的够清楚了吧。“门铃”这玩意在中国古代较少听说,有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环,叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声,有现代“门铃”的作用。“门铃”在外国电影的古代片中常有出现,也多是有钱的人户在门前吊着一只硕大的青铜手柄。马车夫将客人送到门前的时候,会顺便拉拉它牵动里面的铃当以示来人。 在近代“门铃”不再是有钱人家的专项,“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是,“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。在笔者有兴趣于“门铃”的早两年里,收集了许多新式“门铃”的电路,自制了好几种不同音响的“门铃”,也做了不少的延伸“门铃”作用的试验,都是很实用的。近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数:最常见的是前几年流行的“电子门铃”;一般安放两节5号电池在内,门外的触发电钮被人按动后,门内的“门铃”就“嘀嘟”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话,验明真声后主人再给客人开门。它们的缺点就是要消耗电源,特别是用电池的毛病较多,但用交流电的又怕临时停电。高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的,不但可以叫门对话,还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客,用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。 “门铃”的触发与应用也有多种的形式:早年去香港的一家小航模店铺,站在玻璃门前看见里面没人,找遍门口也不见有“门铃”的按钮。傻等了片刻忍不住推了一下门,只听得门内“嘀嘟”的响了两下,主人从后面的内室出来了。近来在市内也见有类似这样的作法;个别茶吧在门上吊一串风铃,有客人推门时风铃就发出一连串欢快说耳的声言,侍应小姐闻讯马上跑过来照呼问好,偶觉的这样比派人站在门口要好。后来偶帮两位互为近邻的老教师作了“电子门铃”增加接线按钮的尝试,让她们可以在家按对方的“门铃”,发出“我有病请来帮助!”或是“来打麻将好不好?”的信息。早年偶去看外婆颇为不便,因她年老耳聋敲破门也没用。初时带一支强光电筒,在窗外对里面照晃。后来干脆专门安只大瓦数灯泡,在门口按得它闪闪发光以示来人,倒是蛮管用的。在老妈外出的一段日子里,偶还帮老爸安装过一只警报“门铃”;拉线吊在床头,万一有困难病急拉它一下,这只“门铃”会发出较大的“吡卟”型响声,用救护车样的音响呼唤邻居帮忙。 “门铃”作用的延伸及简化:在家里装只“电子门铃”如果只是叫门,不免有点单调。如果多安几只触发传感器,可以有煤气报警、自行车被动、火灾呼叫、定时提醒、等不同音响与作用,这样做成本也不会太高。如果“门铃”只需要作叫门的作用,用电子式的就太过繁琐了。偶的作法是用一只吊在钢丝上的铃当做“门铃”,钢丝连接门外的弹性按钮即可。这样的“门铃”制作简便悦耳耐用,乃是简便“门铃”中最上乘的作法也。 “铃当门铃”可谓是反朴归真的典型绿色用品,无需用电安全可靠,经济耐用简便悦耳,不耗电池有利环保,还可以做成双音或装饰品外形美化环境,值得在社会上推广使用。需要“铃当门铃”具体工艺图纸的厂家可以与偶联系,偶的要求是回报一打出厂成品以赠亲友。但就目前的国人国情,偶还真不指望呢。这不,本帖已说的够清楚了吧。

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PLC控制的行车自动化控制系统54. 基于PLC的自动售货机的设计55. 基于PLC的气动机械手控制系统56. PLC在电梯自动化控制中的应用57. 组态控制交通灯58. PLC控制的升降横移式自动化立体车库59. PLC在电动单梁天车中的应用60. PLC在液体混合控制系统中的应用61. 基于西门子PLC控制的全自动洗衣机仿真设计62. 基于三菱PLC控制的全自动洗衣机63. 基于plc的污水处理系统64. 恒压供水系统的PLC控制设计65. 基于欧姆龙PLC的变频恒压供水系统设计66. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序67. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序68 景观温室控制系统的设计69. 贮丝生产线PLC控制的系统70. 基于PLC的霓虹灯控制系统71. PLC在砂光机控制系统上的应用72. 磨石粉生产线控制系统的设计73. 自动药片装瓶机PLC控制设计74. 装卸料小车多方式运行的PLC控制系统设计75. PLC控制的自动罐装机系统76. 基于CPLD的可控硅中频电源77. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序78. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序79. PLC在板式过滤器中的应用80. 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“门铃”这个东西中国古代较少听说,有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环,叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声,有现代“门铃”的作用。 “门铃”在外国电影的古代片中常有出现,也多是有钱的人户在门前吊着一只硕大的青铜手柄。马车夫将客人送到门前的时候,会顺便拉拉它牵动里面的铃当以示来人。 在近代“门铃”不再是有钱人家的专项,“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是,“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。

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无线门铃设计毕业论文

编码电子锁的设计与制作论文 随着社会物质财富的日益增长,安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全可靠地防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内,大部分人使用的还是传统的机械锁。然而,眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾,互开率非常之高。所谓互开率,是各种锁具的一个技术质量标准,也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查,发现个别产品的互开率居然超标26倍。弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小,而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外,即使是一把质量过关的机械锁,通过急开锁,甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开,提供了发展的空间。 电子锁是第三代计算机防盗报警器的核心组成部分,用于识别用户身份的合法性。它有不少优点。例如保密性强,防盗性能好可以不需要钥匙,只要记住开锁的密码和方法,便可开锁,即方便又可避免因丢失钥匙带来的烦恼和损失。如果密码泄露,主人可以比较方便地设置新的开锁密码,不会造成损失,此外,编码电子锁将电子门铃和防盗报警与电子锁合为一体,实现了一物多用。由于以上诸多优点,编码电子锁能够广泛地应用于超市、住家、办公单位等许多场所。 1 系统方案选择 本次设计中分析了两种方案,一种是中规模集成电路控制的方案,另一种是单片机控制的方案。两中方案各有各的优缺点,通过以下两个方案的比较选择设计了其中一个方案。 1.1 中规模集成电路控制 方案一:采用集成电路控制。 编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗报警电路、门铃电路。电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成,后者包括电磁线圈、锁拴、弹簧和锁柜等。当电磁线圈中有一定的电流通过时,磁力吸动锁栓,锁便打开。用发光二极管代表电磁线圈,当发光二极管为亮状态时,代表电子锁被打开。每来1个输入时钟,编码电路的相应状态就向前前进一步。在这个操作过程中,如果按照规定的代码顺序按动编码按键,编码电路的输出就跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字,控制电路通过整形供给编码电路时钟。一直按规定的编码顺序操作完,则解码电路驱动开锁电路把锁打开。在操作过程中,如果没有按照规定代码顺序按下数字键或按动了其他键,控制电路将驱动防盗报警电路产生报警信号。方案二:采用一种是用以at89s51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的io端口,及其控制的准确性,不但能实现基本的密码锁功能,还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。 电子密码的硬件以单片机AT89C51 为核心。AT89C51 是一种带4k 字节闪烁可编程、可擦除只读,存储器FPEROM(Falsh Programmable and ErasableRead Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8 位微处理器。其外接12 个按钮组成的3×4 键盘,通过4511 和7406(或7407)等驱动电路与单片机相连,以实现密码等的显示功能;利用串行EαPROM 存储器AT93C46 实现密码有效的永久保存。电子密码锁由键盘输入的识别、4位LED的显示、密码的比较、修改、存储、AT93C46 的读取与写入、报警和开锁控制电平的输出。根据框图,结合硬件结构,可以将键盘输入的识别用来作为系统的监控程序(主程序),用显示程序来延时,不断查询键盘。如果有键按下,就得到相应的键值。结合当前系统所处的状态,调用不同的操作模块,实现相应的功能。而执行模块主要有数字输入模块、确定键模块、修改键模块及显示模块。 方案比较 设计本课题时构思了两种方案:方案一是用锁存器74LS74、74LS00、74LS20和555基集成块构成的数字逻辑电路控制;方案二是用以AT89C51为核心的单片机控制。考虑到编码电子锁制作成本低,设计要求少,易实现控制要求,而单片机方案原理的复杂,调试较为繁琐,本人对数字电路基础较熟悉,有利于研究该课题。所以采用了方案一。 因此对该课题的研究具有实际应用价值。 在指导老师、同学和实习单位同事的帮助下,我顺利地完成了毕业论文。使我从中掌握了查阅资料的方法和分析问题的能力。 毕业论文的顺利完成,离不开各位同学、同学和朋友的关心和帮助。在整个的毕业论文学写作中,各位老师、同学和朋友积极的帮助我和提供有利于论文写作及毕业设计的建议和意见,在他们的帮助下,论文得于不断的完善,最终帮助完成了整个毕业论文和设计。 感谢在大学期间所有传授我知识的老师,是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识,这也是论文得以完成的基础。

数控技术发展趋势——智能化数控系统 1 国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。 2 数控技术发展趋势 性能发展方向 (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。 (4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。

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无线遥控音乐门铃毕业论文

singlechip also call single-chip microcomputer,it is a sort of micro-controler integrated by CPU,RAM,ROM,timing,counting and varieties of 51 singlechip is the most typical and representive one thereinto,it has extensive application in all topic has designed a sort of music doorbell which is controled by the singlechip music doorbell system is consisted of the singlechip small system ,extand LED display and the sound with singlechip assemble language,reach the result of alarming when pressing the button,and displaying note synchronism回头再译

液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入,控制大功率的液压能(流量与压力)输出,并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下: 1)明确设计要求:充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求,并应详细分析负载条件。 2)拟定控制方案,画出系统原理图。 3)静态计算:确定动力元件参数,选择反馈元件及其它电气元件。 4)动态计算:确定系统的传递函数,绘制开环波德图,分析稳定性,计算动态性能指标。 5)校核精度和性能指标,选择校正方式和设计校正元件。 6)选择液压能源及相应的附属元件。 7)完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤,进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统,所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分,它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统,除了应能够承受最大轧制负载,满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程,调节速度和控制精度等要求外,执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束,结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统,必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况,并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识,使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1)被控对象的物理量:位置、速度或是力。 2)静态极限:最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3)要求的控制精度:由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节(如摩擦力、死区等)以及传感器引起的系统误差,定位精度,分辨率以及允许的飘移量等。 4)动态特性:相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定,响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定; 5)工作环境:主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求; 6)特殊要求;设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择,所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载(如静摩擦、动摩擦等)以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后,可根据不同的控制对象,按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案,方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制:阀-液压缸,阀-液压马达2.容积控制:变量泵-液压缸;变量泵-液压马达;阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它:步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次,它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外,动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配,以保证系统的功耗最小,效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积(或液压马达排量)、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时,还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力,在相同输出功率条件下,可减小执行元件——液压缸的活塞面积(或液压马达的排量),因而泵和动力元件尺寸小重量轻,设备结构紧凑,同时油腔的容积减小,容积弹性模数增大,有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加,由于受材料强度的限制,液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势,元件的加工精度也要求提高,系统的造价也随之提高。同时,高压时,泄漏大,发热高,系统功率损失增加,噪声加大,元件寿命降低,维护也较困难。所以条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa,可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述,动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外,还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 (1)动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ-FL平面上,所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性,见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a)供油压力变化;b)伺服阀容量变化;c)液压缸面积变化 图中 FL——负载力,FL=pLA; pL——伺服阀工作压力; A——液压缸有效面积; υ——液压缸活塞速度, ; qL——伺服阀的流量; q0——伺服阀的空载流量; ps——供油压力。 由图37可见,当伺服阀规格和液压缸面积不变,提高供油压力,曲线向外扩展,最大功率提高,最大功率点右移,如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变,加大伺服阀规格,曲线变高,曲线的顶点A ps不变,最大功率提高,最大功率点不变,如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变,加大液压缸面积A,曲线变低,顶点右移,最大功率不变,最大功率点右移,如图37c。 (2)负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ-FL平面上,画出动力元件输出特性曲线,调整参数,使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线,即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中,曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切,符合负载最佳匹配条件,而曲线1、3上的工作点α和b,虽能拖动负载,但效率都较低。 (3)负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 (4)近似计算法在工程设计中,设计动力元件时常采用近似计算法,即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上,限定 FLmax≤pLA= ,并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的,这样液压缸的有效面积可按下式计算: (37) 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后,可计算负载流量qL,即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便,然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能,但传递效率稍低。 (5)按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说,功率损耗不是主要问题,可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (38) 二边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为 (39) 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的(5~10)倍来确定。对一些干扰力大,负载轨迹形状比较复杂的系统,不能按上述的几种方法计算动力元件,只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时,只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D,负载力FL换成负载力矩TL,负载速度换成液压马达的角速度 ,就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时,应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是:在满足液压固有频率的要求下,传动比最小,这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL(即要求伺服阀输出的流量)计算得到的伺服阀空载流量q0,即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素,所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外,在选择伺服阀时,还应考虑以下因素: 1)伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中,一般选用零开口的流量阀,因为这类阀具有较高的压力增益,可使动力元件有较大的刚度,并可提高系统的快速性与控制精度。 2)伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍,以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3)伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小,保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4)其它要求,如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等,都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件,直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计,除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A(或液压马达排量D)的最佳值外,还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量,反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力(或压力)传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统,作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度,因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5~10倍,这是为了给系统提供被测量的瞬时真值,减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求,因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数,即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式,只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数,求出波德图。在绘制波德图时,需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时,开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数,曲线的形状不变,其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性,在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低,来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知,不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此,可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道,当ζh和K/ωh都很小时,可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率,即ω-3dB≈ωc,所以可绘制对数幅频曲线,使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值,如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a)0型系统;b)I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图,同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K,往往要综合考虑,尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后,可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求,则应调整参数,重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿,改变系统的开环频率特性,直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后,可以通过计算机对该系统进行数字仿真,以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件,如Matlab软件,很适合仿真分析。

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