单片机控制变频调速恒压供水系统

单片机控制变频调速恒压供水系统

一、单片机控制变频调速恒压供水系统(论文文献综述)

朱国斌[1](2020)在《基于PLC的恒压供水控制系统》文中指出随着居民生活水平的提高,人们对城市供水系统的稳定性以及节能运行的要求也逐渐提升。为了更好的满足供水需求,变频调速恒压供水系统成为了当前研究的主要方向。本论文主要针对变频调速恒压供水系统,建立了其动态数学模型,提出了基于模糊PID控制的变频调速方法,实现了恒压供水,并对控制方案的实现进行了研究。具体来讲,首先对水泵运行的特性曲线、变频调速以及恒压供水原理进行分析,从机理上建立了变频调速恒压供水系统的动态模型。根据所建立的动态数学模型,提出了一种基于模糊PID控制的恒压供水控制算法及其控制参数自整定方法,并利用Matlab对变频调速恒压供水系统和模糊PID控制算法进行仿真。仿真结果表明,所构建的动态数学模型能够很好的描述变频调速恒压供水过程,并且所提出的模糊PID控制方法具有良好的控制效果。最后,选取某个城市供水系统作为实例,通过西门子S7-300系列和WinCC进行控制系统的具体实施,包括PLC选型,I/O端子地址配置,模糊PID控制算法,WinCC组态设计、HMI人机界面等。实施结果表明,通过基于模糊PID控制算法在S7-300系列PLC以及WinCC上的实现,完全满足对供水系统的变频调速恒压控制以及节能需求,为城市供水系统的控制提供了参考借鉴。

张五悦[2](2019)在《一体化可调式恒压供水装置设计与试验》文中研究指明微灌是节水灌溉的重要技术手段。其入口水压的稳定对研究微灌系统中的灌溉施肥设备或水肥自动混合装置在各个不同水压下工作性能有重要影响。从而需要一套能提供不同水压的恒压供水系统或装置。但是在实际应用过程中,现有的恒压供水系统相对于微灌系统而言,还存在着稳压精度不高等问题。为解决上述问题,设计了一种一体化可调式恒压供水装置,其主要研究工作与结论如下:(1)设计出一种立式环绕式的缓冲管道,材料选用直径为25mm的PVC管。设计出高度为240mm,直径为210mm,形状为圆柱体的一种压力缓冲罐,其入水口和出水口分别设计在缓冲箱的侧上部以及侧下部、底部。经试验验证了设计结构的稳定可靠。(2)基于上述设计的部分结构,设计出一种一体化可调式恒压供水装置,本装置的主要设备包括:离心泵、压力变送器、电磁阀、变频器以及控制器等。设计出电源电路、电磁阀驱动电路等工作电路,并阐述硬件电路的工作原理和软件程序设计。(3)实现稳压调节过程为,根据1s检测周期的第一压力变送器、第二压力变送器输出值以及设置的目标恒压值,实时计算入口水压与出口水压的差值、出口水压与目标恒压值的误差及其误差变化率,以得出当前控制适合哪条控制规则,并启用相应的比例-微分控制算法对离心泵进行控制;重复执行调节过程,直至恒压供水的误差稳定在可允许的范围内。(4)试验结果分析得出,本装置能够在00.4MPa的可调压力范围内,实现输出压力值的稳定以及快速跟随目标设定压力值,并且压力调节的最小刻度值为0.002MPa,最大为0.01MPa。装置控制调节的输出压力稳定误差在12%以内,压力稳定响应时间小于60s,满足实际应用的输出压力调控要求,最后对该装置的安全性做了试验,实验结果为该装置可靠,不易发生故障现象。综上所述,通过对立式环管和缓冲箱的结构设计,并基于软件和硬件设计的基础上,设计了一种一体化恒压供水装置,通过对其整机试验分析,实现出口压力值的在线快速的连续可调。本装置设计是一体化可移动式结构,并配置有万向轮,占地空间小,具有即插即用和便于移动的功能,可为灌溉施肥设备进行不同水压的性能测试时提供压力可调的恒定工作水压,大大提升了试验效率。

陈志刚[3](2018)在《基于CAN总线的智能组网式恒压变频水泵控制系统开发》文中进行了进一步梳理目前国内外市场上的恒压供水控制系统基本上都采用的主控制柜串联传感器变频器设备的接线方式,此系统的特点在于主控制柜与PID变频调节设备分离,根据系统的水泵台数设计为一拖多的方式进行组网联控。对于不同的应用场合使用不同规格的水泵控制柜,根据变频设备使用数量的不同再次设计不同规格的水泵控制柜,造成资源人力的浪费,大量的接线也使得系统安全稳定性能有所降低。并且当主控制柜出现故障时整个系统瘫痪影响供水系统的正常运行。因此,现有的恒压供水系统没有一个很好的组合设计方式避免系统压力的波动及设计成本的控制。本文根据目前水泵控制器的弊端设计了一种由电机控制器一体式水泵模块、传感器模块和供水管网组合而成的水泵控制系统,该系统中智能变频水泵控制器包含触控显示单元、数据采集单元、PID变频调节单元以及漏电保护单元。该系统运用CANopen协议并通过Modbus搭载RS-485实现智能组网功能,将连在一起的设备组成一个网络,在这个网络里每个设备自动分配地址,实现数据的有效共享。该系统将传感器采集的系统供水压力、流量、温度等信息传输给智能变频水泵控制器,控制器将数据进行分析比较,通过变频PID控制器对参数进行调节,做出相应的判断和动作进而控制整个系统的运作,实现无扰式自由平稳切换电机控制器一体式水泵模块,实现负载均衡的作用。本文在水泵控制系统的硬件设计部分分析了控制系统的硬件结构,包括采样电路模块、触控与指示灯电路模块、通讯电路模块等。在软件设计部分,通过模块化的设计方式,设计了基于CAN总线的自动组网功能、水泵的恒压控制功能、水泵保护功能、触控控制功能等。本文最后在测试现场进行了水泵系统的控制试验,介绍了水泵控制系统的测试软件和测试方法,测试验证了该设计智能水泵控制系统的初步功能。

王丰[4](2016)在《基于模糊PID控制的参数自适应恒压供水系统的研究》文中提出随着城市化进程的推进及城市规模的日益扩大,工农业生产及生活用水量越来越大,供水系统面临着严峻的压力。尤其是用水高峰期,因水厂及管网能力有限,管网末端水压偏低,致使偏远地区及高层住宅用户用水困难。上述问题的有效解决方案是增加变频恒压供水系统,实现二次供水。现有的供水系统主要分为两大类:一类是水泵工频运行结合阀门开度调节供水,另一类为变频恒压供水。工频泵工频供水控制方式简单,但能耗高,性价比低。研究结果表明,水泵的轴功率与转速的三次方成正比,因而采用工频泵恒速供水将有很大一部分电能消耗在阀门和管阻上,用水和供水之间的平衡是通过改变管阻特性实现的,而非调节水泵的扬程特性实现的,因而在阀门及管阻上的能耗严重,供水效率低,水压波动大,可靠性低。本文针对供水系统中管网复杂、控制对象具有大滞后、高阶次、参数时变和非线性等特点,设计了智能恒压变频器将用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上,可通过实际用水情况调节管网压力,使供水和用水之间保持平衡,从而提高了供水的质量。本文主要工作如下:1.首先对恒压变频调速系统的工作原理、在供水系统上节能原理进行分析论述;指出目前变频恒压调速供水系统的现状及存在的问题。同时在此基础上,提出了自己改进的变频恒压调速供水系统的设计方案。2.较详细介绍了传统PID控制原理在水泵上的应用和存在的问题,以及PID的改进算法。提出数学模型的同时,应用模糊理论结合PID控制算法,在运行中让3个参数自动进行在线调整,从而对PID控制系统的优化,以适应复杂的供水系统。3.介绍基于单片机STM32变频恒压控制系统的硬件电路结构框图,对压力检测电路、信号输入电路、单片机与变频器的接口电路、工频电网电压检测电路、工频方波转化电路、A/D转换电路等进行了设计,并在硬件中提出了抗干扰设计。4.设计了系统主程序流程图、按键操作模块、LCD液晶显示模块、基于模糊理论参数自适应PID控制算法的软件设计。5.设计了系统主程序流程图、按键操作模块、LCD液晶显示模块、基于模糊理论参数自适应PID控制算法的软件设计。以及选用本项目制作的单片机恒压控制系统在检测台上进行调试,结果表明系统的结构设计、参数设置比较合理,能够实现供水系统的恒压控制。最后给出本系统存在的缺陷及后期需进一步研究的方向。

张琼莲[5](2012)在《变频泵恒压供水在建筑给水系统中的应用》文中研究指明在建筑给水系统设计中,当室外给水管网的水压不能满足建筑用水水压要求,或要求供水压力稳定、确保供水安全可靠时,应根据需要,在给水系统中设置水泵、气压给水设备和水池、水箱等增压、储水设备,以利用这些增压、储水设备各自功能来保障给水系统的正常运行。随着社会的不断发展,且现代电子技术、自动化控制技术快速发展,运用于给水系统供压稳压的变频恒压供水设备应运而生,并经过十多年的不断改进及完善,现在在建筑给水系统中,采用变频泵组调速恒压供水的方式已成为目前的主流。变频恒压供水系统能够根据管网中的实际用水量及水压,来自动调节水泵的转速而达到供需平衡。变频恒压供水系统解决了水池、水泵、屋顶水箱联合供水方式存在的弊病,如屋顶水箱在建筑立面上不好处理、建筑物最高层的供水压力达不到使用要求压力、屋顶水箱水质遭受二次污染等。本文针对变频恒压供水系统在建筑给水中的应用进行了浅析及探讨,首先根据管网和水泵的运行特性曲线,阐明了供水系统的变频调速节能原理;具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构。变频恒压供水在建筑给水系统中实际应用所具有的优势,说明了变频恒压供水系统的应用,对于提高供水的产量和质量,保持供水和用水之间的平衡及降低能耗等有着重要的现实意义,采用变频恒压供水设备给水,既满足给水安全,又避免了管网水质的二次污染。最后应用实际工程案例对恒压供水系统进行了技术、经济效益分析,分析的结果表明变频恒压供水系统在建筑给水系统中应用的优势。

刘杰[6](2012)在《多泵智能控制器的研究与实现》文中研究指明本文针对传统PID控制在供水系统应用上具有的适应性差和大功率电源工频/变频切换会产生冲击电流等特点,研究了一种多泵智能控制器,该控制器将模糊控制参与到PID调节中,使供水控制器参数能根据外界条件变化实时调整;同时将锁相技术应用到电源切换中,实现了切换电源减小或消除冲击电流。由于恒压供水系统的非线性和时变性等特点,加之恒水位供水系统也没有精确的模型,供水系统用线性化方法进行控制比较困难,传统PID控制无法适时调节其参数,适应性差。模糊控制特别适用于非线性、时变、模型不确定的系统上,把模糊控制和PID控制结合起来,可以使PID控制器的参数能根据模糊控制规则进行相应的调整。当供水系统需要变频或工频电源的电机时,电机的平稳切换一直是一个难点。电源不平稳切换带来的电流冲击浪费能源且对管网等设备也是一个潜在威胁。针对该问题,本课题采用了电源同步切换控制技术,当一台电机由变频电源切换到工频电源时,锁相环路在C8051F020的协调下控制变频器的输出频率锁定在工频频率,一旦锁定便开始发出切泵指令,做到同步切换,大大降低了冲击电流,提高了系统的安全性。课题从产品的角度出发,致力于解决上述两个问题,具体完成了以下工作:(1)研究了供水系统的多样性和工作原理,对不同情况下的供水要求做了分析,总结出恒压供水系统的近似数学模型,对不同的供水场合采用不同的控制策略。(2)研究了传统PID控制,并结合模糊控制设计出参数可以自适应调整的模糊PID控制器,并进行了仿真,验证模糊PID控制器的合理性。(3)把锁相技术从通信领域引入到电源切换的控制领域上,并设计出锁相同步切换系统,并在Simulink环境下进行了仿真,说明了其正确性。(4)在上述的理论基础上,进行了控制器的总体设计,包括各部分硬件电路和软件开发。在实验室进行的模拟实验也取得了预期的成果。

李大川[7](2010)在《基于数据驱动控制的港口恒压供水系统研究》文中研究表明我国的水资源比较匮乏,但由于长期以来供水系统的自动化程度一直落后于西方,再加上供水设备和管网比较陈旧,造成了大量的水资源浪费,因此提高供水系统的自动化程度,节约有限的水资源成为时代发展的重要课题。基于变频技术的恒压供水系统不仅能够更好的保持水压的恒定,而其还能节约能源。因此,对其研究具有极大的理论和现实意义。本文在分析港口恒压供水系统原理的基础上,对其控制系统的方案进行了设计。同时介绍了系统中的同步切换技术以及GPRS远程通信技术。由于供水系统的被控对象是一个高阶次、大滞后、参数时变的非线性系统,无法建立精确的数学模型,同时当需水量变化较大时,水泵电机由变频供电向工频供电切换过程中会产生过电压和过电流冲击,因此本文采用无模型自适应控制算法和锁相环同步切换技术相结合组成双闭环控制,来实现港口供水系统压力的稳定。为便于远程控制,利用GPRS通信技术代替传统的电缆及数传电台作为通信媒介,从而提高整个控制系统的自动化程度。理论分析和仿真验证了本控制策略的有效性。在理论分析的基础上,进行了港口恒压供水控制系统的软硬件设计。在硬件上分别进行了控制电路、信号采集电路、同步切换电路、GPRS通信模块电路等的设计,在软件上采用模块化的思想,分别给出了恒压供水、GPRS通信、上位机监控、同步切换等主要工作功能模块的详细流程图。

蔡滨[8](2009)在《基于PLC双闭环控制泵类节能系统的研究》文中研究指明今天随着城市高楼快速发展,以前城市供水所必需的水塔、水箱以及气压供水设备,由于水质污染、水压不足和能耗大,已经远远不能满足现代人民生活的需要。本文针对目前的小区供水系统中存在的电能、水资源浪费且供水质量差等问题,设计了以PLC为核心的双闭环变频恒压供水系统。该系统采用自整定模糊PID控制算法,以水泵电动机的转速和管网水压为设定参数,根据用水量的大小由PLC控制投入运行的水泵的数量,控制变频器的输出系统频率自动调节水泵电机的转速,实现管网水压的闭环调节,即实现恒压供水。本文首先根据供水系统的管阻特性曲线、水泵扬程特性曲线、管网和水泵的运行特性曲线,分析了恒压供水的原理和供水系统的变频调速节能原理。其次通过对供水系统的研究,得到系统的数学模型,提出自整定模糊PID控制。仿真结果表明自整定模糊PID控制优于常规PID控制,同时模糊控制对于消除供水系统的滞后有明显的效果,并且自整定模糊PID控制有比较强的鲁棒性和快速性。经过实践证明,本课题所设计的恒压供水系统对水压的实时控制性能良好,硬件工作稳定、可靠,所设计的双闭环自整定模糊PID控制器正确有效,较好的保证了管网水压的稳定性。

姬鹏军[9](2009)在《恒压供水控制系统的研究》文中研究指明随着社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高;又加上水资源日益短缺,因此利用先进的计算机技术,控制技术和通讯技术,设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线,阐明了供水系统的变频调速节能原理。分析变频调速恒压供水的原理及系统的组成结构,针对中、大容量供水系统,提出了不同的控制方案。通过对比分析,提出采用锁相环同步切换和模糊PID控制恒压供水的方案。由于控制对象具有高阶、非线性、耦合及参数时变的特点,难以利用有效的解析式数学模型进行闭环控制,以及多台水泵并联运行时,水泵电机由变频电源供电向工频电源供电切换过程中产生的过电压过电流冲击这两个难题,提出了模糊PID控制算法及利用锁相环控制实现水泵电机由变频电源向工频电源的同频同相平滑切换。论文是以ATMEL公司的ATmega16为核心的单片机控制系统的软硬件设计和水压闭环模糊PID控制器和锁相环的设计,利用MATLAB软件给出控制算法的仿真结果及本控制系统在供水装置上的调试结果,分析得出本控制系统的控制性能和总结存在的问题,并提出改进措施。

叶金虎[10](2007)在《自适应模糊控制技术在变频调速恒压供水系统中的应用研究》文中研究指明随着经济与社会的高速发展,能源越来越紧缺,而人们对供水质量和供水系统可靠性的要求也不断提高,因此采用先进的自动化控制技术来设计高节能、高可靠性的恒压供水系统成为必然趋势。针对目前的小区供水系统中存在的电能、水资源浪费且供水质量差等问题,本文研究并设计了一种变频调速恒压供水控制器。该控制器是以AT89S52单片机为核心,并与变频器、继电器、压力传感器等器件结合起来,共同构成了变频恒压供水系统。该系统是以管网水压为设定参数,根据用水量的大小由单片机控制投入运行的水泵的数量及电机的转速,实现管网水压的闭环调节,即实现恒压供水。本文首先根据供水系统的管阻特性曲线和水泵扬程特性曲线,分析了恒压供水的原理;然后根据管网和水泵的运行特性曲线,阐明了供水系统的变频调速节能原理。接着分析了变频调速恒压供水系统的构成、工作原理和控制流程。本文在研究了模糊控制原理的基础上,设计了一种应用于变频调速恒压供水系统的自适应模糊控制器,并建立了离线模糊控制查询表。最后对系统的软硬件设计进行了详细的介绍,并指出了系统所存在的EMI问题,并给出了相关的抑制方法。经过试验验证,本课题所设计的恒压供水系统对水压的实时控制性能良好,硬件模块工作稳定、可靠,所设计的自适应模糊控制器正确有效,较好的保证了管网水压的稳定性。该系统是一种较理想的控制系统。

二、单片机控制变频调速恒压供水系统(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、单片机控制变频调速恒压供水系统(论文提纲范文)

(1)基于PLC的恒压供水控制系统(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 主要供水调节方式的发展
    1.3 恒压给水控制器的国内外发展现状
    1.4 本文的主要研究内容和结构
第2章 变频调速恒压供水系统研究
    2.1 水泵理论及水泵工况点分析
        2.1.1 水泵的工作参数
        2.1.2 水泵基本特性曲线
        2.1.3 水泵的相似特性
        2.1.4 水泵工况调节
    2.2 变频调速节能机理分析
        2.2.1 变频调速的原理
        2.2.2 水泵调速运行的节能原理
    2.3 恒压供水系统的特点及理论模型
        2.3.1 恒压供水系统的特点
        2.3.2 恒压供水系统的数学模型
    2.4 本章小结
第3章 基于模糊PID的恒压供水控制器设计
    3.1 PID控制方法介绍
        3.1.1 经典PID控制方法
        3.1.2 数字PID控制方法
        3.1.3 PID参数调整方法
    3.2 恒压供水模糊PID控制器设计
        3.2.1 模糊PID基本原理
        3.2.2 模糊PID自整定
    3.3 控制方法仿真研究
    3.4 本章小结
第4章 供水系统的Matlab仿真
    4.1 供水泵站仿真系统的设计参数
    4.2 供水泵站的设计
    4.3 仿真结果分析
        4.3.1 350S-75A离心泵曲线拟合
        4.3.2 水泵调速运行特性曲线拟合
        4.3.3 两同型号水泵并联运行曲线拟合
        4.3.4 供水系统仿真
    4.4 本章小结
第5章 恒压供水PLC控制系统设计
    5.1 恒压供水系统的方案设计
        5.1.1 恒压供水系统控制方案研究
        5.1.2 PLC的选型及配置
    5.2 STEP 7的组态
    5.3 PLC控制程序设计
        5.3.1 Step7-V5.4编程功能介绍
        5.3.2 控制系统的主程序设计
        5.3.3 加减泵控制及状态分析
    5.4 监控系统的设计
        5.4.1 系统的监控调试界面
        5.4.3 水泵运行画面的组态
        5.4.4 压力曲线监视画面
        5.4.5 系统报警信息的组态
        5.4.6 报表的打印
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢

(2)一体化可调式恒压供水装置设计与试验(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究目的与意义
    1.2 恒压供水的国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容与目标
    1.4 技术路线
2 变频恒压供水的简介
    2.1 变频恒压供水系统理论分析
    2.2 传统供水方式
    2.3 变频恒压供水系统工作原理
        2.3.1 变频调节方法
        2.3.2 恒压供水系统工作原理
    2.4 系统基本特性
    2.5 影响恒压供水的相关因素
        2.5.1 变频调速范围
        2.5.2 供水时所需水压的变化
        2.5.3 水锤因素
        2.5.4 其他因素
    2.6 本章小结
3 恒压供水装置总体方案设计
    3.1 需求分析
    3.2 总体方案设计
    3.3 本章小结
4 一体化可调式恒压供水装置设计
    4.1 结构设计
    4.2 硬件设计
        4.2.1 总体方案设计
        4.2.2 单片机接口电路
        4.2.3 电源电路设计
        4.2.4 控制面板
        4.2.5 电磁阀驱动电路
        4.2.6 变频器的连接
    4.3 本章小结
5 恒压供水装置控制策略
    5.1 恒压供水装置控制策略
    5.2 模糊控制概述
    5.3 模糊控制系统组成
    5.4 模糊控制原理
    5.5 模糊控制器的设计
    5.6 软件程序设计
    5.7 本章小结
6 恒压供水装置整机性能测试
    6.1 试验设备
    6.2 恒压供水装置实测验证
        6.2.1 恒压供水装置准确性验证
        6.2.2 恒压供水装置安全性验证
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
附录A:本人在攻读硕士学位期间的科研成果

(3)基于CAN总线的智能组网式恒压变频水泵控制系统开发(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景、目的和意义
        1.1.1 论文研究背景
        1.1.2 论文研究目的和意义
    1.2 变频水泵控制系统发展现状及发展趋势
        1.2.1 变频技术的市场发展形势
        1.2.2 变频水泵控制系统的发展形势
    1.3 论文所做主要研究工作
    1.4 本章小结
2 系统理论分析和整体设计方案
    2.1 恒压变频水泵控制系统理论分析
        2.1.1 变频调速节能原理
        2.1.2 V/F变频调速控制方法
    2.2 水泵控制整体设计方案
        2.2.1 水泵控制系统功能需求
        2.2.2 水泵控制系统性能指标
        2.2.3 水泵控制系统的基本框架设计
    2.3 本章小结
3 CAN总线的智能组网
    3.1 CAN、CANopen协议及LSS协议
        3.1.1 CAN总线协议与CANopen协议
        3.1.2 LSS协议地址分配
    3.2 智能组网功能实现方法
        3.2.1 智能组网通讯实现方法
        3.2.2 智能组网软件实现方法
    3.3 本章小结
4 模糊PID控制器及系统软硬件设计
    4.1 自适应模糊PID控制器设计
    4.2 水泵控制系统硬件电路设计
        4.2.1 硬件电路基本框架设计
        4.2.2 采样电路设计
        4.2.3 触控与指示灯电路设计
        4.2.4 通讯模块电路设计
        4.2.5 漏电保护设计
    4.3 水泵控制系统软件设计
        4.3.1 控制器主程序工作流程
        4.3.2 水泵控制系统初始化
        4.3.3 水泵起停控制
    4.4 本章小结
5 水泵控制系统测试
    5.1 水泵控制系统上位机软件介绍
        5.1.1 泵组监控软件
        5.1.2 水泵控制系统PLC编程器
    5.2 水泵控制系统硬件功能测试
    5.3 水泵控制系统手机APP介绍
    5.4 水泵控制系统现场使用情况
    5.5 本章小结
6 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历

(4)基于模糊PID控制的参数自适应恒压供水系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 供水系统的需求
        1.1.2 变频恒压系统在国内外研究和发展趋势
    1.2 控制理论在恒压供水系统中的概述
第二章 恒压供水原理与实现
    2.1 供水系统中调速的工作原理
    2.2 变频调速在供水系统中的节能原理
        2.2.1 供水系统的基本特征
        2.2.2 水泵变频调速的节能原理
        2.2.3 水泵变频调速节能具体分析
    2.3 变频恒压与常用给水设备的详细参数比较
    2.4 本章小结
第三章 恒压变频调速系统方案设计
    3.1 恒压变频控制原理
    3.2 恒压供水系统方案设计
        3.2.1 恒压供水系统的构成
        3.2.2 恒压变频调速供水系统的工作原理
        3.2.3 恒压变频调速供水系统的控制流程
    3.3 本章小结
第四章 恒压系统自适应PID控制器设计
    4.1 自适应PID控制系统的组成和基本原理
        4.1.1 自适应系统的分类
        4.1.2 参数自适应系统基本原理
    4.2 传统PID控制调节
    4.3 智能自适应PID控制设计
        4.3.1 各变量隶属度函数的确定
        4.3.2 模糊控制器的设计如下
        4.3.3 建立模糊规则表
    4.4 控制算法的仿真研究
        4.4.1 恒压变频调速系统的近似数学模型
        4.4.2 MATLAB仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 供水系统硬件设计
    5.1 单片机系统的设计
    5.2 信号输入电路
        5.2.1 压力信号检测电路
        5.2.2 工频电网信号检测电路
    5.3 键盘输入电路
    5.4 显示器显示电路
    5.5 信号输出电路
        5.5.1 通讯接口电路
        5.5.2 继电器输出电路
        5.5.3 D/A输出电路
    5.6 同步切换电路
    5.7 系统硬件电路的抗干扰设计
    5.8 本章小结
第六章 系统软件设计与调试
    6.1 系统主程序流程图
    6.2 系统模块程序设计与调试
        6.2.1 键盘模块
        6.2.2 数模信号转换程序模块设计
        6.2.3 LCD液晶模块程序设计
        6.2.4 串口中断模块程序设计
    6.3 系统调试
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 课题总结
    7.2 存在的问题及展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所发表的学术论文

(5)变频泵恒压供水在建筑给水系统中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 变频泵恒压供水系统的定义
    1.2 变频泵恒压供水系统产生的背景和意义
    1.3 变频泵恒压供水系统的国内外研究现状
    1.4 变频调速供水在建筑给水系统中的应用
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 变频调速恒压供水系统运行分析
    2.1 建筑给水系统供水方式比选
    2.2 变频泵变频恒压供水原理
    2.3 变频调速恒压供水系统分析与节能分析
        2.3.1 变频恒压供水系统管路水力损失及性能曲线
        2.3.2 水泵工况点的确定与调节
        2.3.3 变频调速供水系统的节能分析
    2.4 变频调速范围的确定
    2.5 变频调速恒压供水系统的设置运作
第三章 变频恒压供水系统在各类建筑中的应用
    3.1 变频恒压供水系统在高层建筑中的应用
        3.1.1 变频恒压供水在高层建筑给水系统中的设置
        3.1.2 变频恒压供水系统的设计原则
        3.1.3 高层建筑中变频调速供水系统的应用特点
        3.1.4 变频恒压供水系统在实际工程中的应用
    3.2 变频泵恒压供水在小高层建筑中的应用
        3.2.1 变频泵在小高层供水系统中的设置方式
        3.2.2 变频调速供水系统控制系统分析
    3.3 变频恒压供水在多层建筑给水系统中的应用
        3.3.1 多层住宅供水方式
        3.3.2 变频恒压供水在多层建筑给水系统中的设置
        3.3.3 变频恒压供水系统在多层建筑给水系统中的节能分析
        3.3.4 多层建筑供水方式优缺点比较
    3.4 变频恒压供水在高层建筑消火栓给水系统中的应用
        3.4.1 高层建筑消防变频恒压供水系统的控制方式
        3.4.2 变频恒压供水系统在消防分区供水中的应用
        3.4.3 变频调速泵的设计
        3.4.4 变频恒压供水系统在消防给水系统应用中的优点
    3.5 变频恒压供水系统应用中的设计要点
        3.5.1 变频供水系统水泵选型要点
        3.5.2 压力控制点的选择
        3.5.3 其它要点
第四章 工程实例分析
    4.1 工程概况
    4.2 各供水方式硬件投资对比分析
    4.3 各用水时段经济分析
        4.3.1 平常供水量时的经济分析
        4.3.2 用水高峰时的经济分析
        4.3.3 用水低峰时的经济分析
    4.4 变频恒压供水系统经济分析
第五章 结论
参考文献
致谢

(6)多泵智能控制器的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 智能多泵控制器的研究背景及意义
        1.1.1 本课题提出的背景
        1.1.2 本课题研究内容和意义
    1.2 供水系统控制的国内外现状
    1.3 多泵控制存在的问题及解决方案
        1.3.1 供水系统的特点和模糊 PID 控制
        1.3.2 工频电源与变频电源的同步切换
    1.4 课题的主要工作
第二章 供水系统的工作原理和近似模型
    2.1 交流变频技术简介
    2.2 变频调速的原理
    2.3 多泵恒压供水系统基本特性和节能原理
        2.3.1 供水系统的基本特点与工作点
        2.3.2 变频调速的节能分析
    2.4 变频恒压供水系统近似模型
        2.4.1 压力控制点的选择
        2.4.2 变频调速恒压供水系统的特点
        2.4.3 供水系统的近似数学模型
    2.5 本章小结
第三章 控制要求和控制策略研究
    3.1 供水模式研究
    3.2 模糊控制的基本原理
        3.2.1 模糊控制器的原理和构成
        3.2.2 精确量的模糊化
        3.2.3 模糊控制规则的设计
        3.2.4 模糊量的判决方法
    3.3 供水系统模糊 PID 控制器设计
        3.3.1 供水系统模糊 PID 控制器结构设计
        3.3.2 供水系统模糊 PID 控制规则的设计
        3.3.3 模糊 PID 控制器的 MATLAB 仿真分析
        3.3.4 模糊 PID 控制在单片机中的实现
    3.4 本章小结
第四章 锁相同步切换控制技术
    4.1 锁相环工作原理
        4.1.1 锁相环路的基本原理
        4.1.2 锁相环路的组成
    4.2 同步切换锁相环路设计
        4.2.1 电源同步切换原理
        4.2.2 锁相环的结构分析
        4.2.3 锁相环的传递函数及参数选择
        4.2.4 锁相系统的仿真
        4.2.5 基于锁相环的电源同步切换
    4.3 本章小结
第五章 多泵智能控制器总体设计
    5.1 多泵智能控制器硬件设计
        5.1.1 控制器结构概述
        5.1.2 控制器工作流程
        5.1.3 各部分电路结构设计
        5.1.4 硬件抗干扰设计
    5.2 多泵智能控制器软件设计
        5.2.1 软件设计原则
        5.2.2 Cygnal C8051F 开发工具简介
        5.2.3 主程序及各功能模块设计
        5.2.4 软件抗干扰设计
        5.2.5 上位监控及其通信
    5.3 本章小结
第六章 多泵智能控制器实验研究
    6.1 实验结果分析
        6.1.1 系统的实验构成
        6.1.2 频率跟踪及锁定实验分析
        6.1.3 恒水位控制实验分析
    6.2 存在的问题及改进建议措施
    6.3 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
详细摘要

(7)基于数据驱动控制的港口恒压供水系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
插图索引
第1章 绪论
    1.1 论文选题的背景和意义
        1.1.1 供水系统的发展概况
        1.1.2 港口供水系统的国内外研究现状
    1.2 控制理论的应用概况
    1.3 本文的研究内容
    1.4 本文的主要工作
第2章 港口恒压供水系统的研究与方案设计
    2.1 港口变频恒压供水的原理
        2.1.1 供水系统的基本特征
        2.1.2 水泵调速运行的节能原理
        2.1.3 变频调速的工作原理
        2.1.4 变频恒压供水系统的特点
        2.1.5 变频恒压供水的工作原理
    2.2 港口变频恒压供水系统的控制方案设计
    2.3 同步切换控制在恒压供水系统中的应用
        2.3.1 锁相环概述
        2.3.2 恒压供水系统中的同步切换控制原理
    2.4 GPRS通信技术
    2.5 本章小结
第3章 港口恒压供水系统控制策略的研究
    3.1 模糊控制系统的基本原理
    3.2 模糊控制器的设计
        3.2.1 模糊化
        3.2.2 模糊控制规则设计
        3.2.3 模糊量到精确量的反模糊化
    3.3 无模型自适应控制方法
        3.3.1 动态线性化
    3.4 无模型自适应控制器的设计
    3.5 控制算法的选择
    3.6 控制算法的仿真研究
        3.6.1 供水系统的近似模型
        3.6.2 模糊控制和无模型自适应控制器的设计
        3.6.3 仿真结果
    3.7 本章小结
第4章 港口恒压供水系统硬件设计
    4.1 供电电源设计
    4.2 控制器选择与设计
    4.3 显示电路设计
    4.4 数据存储模块
    4.5 检测电路设计
        4.5.1 水压检测电路
        4.5.2 电网电压信号检测电路
    4.6 控制器内部A/D转换模块
    4.7 同步切换控制系统的硬件设计
        4.7.1 锁相环中相位比较器的设计
        4.7.2 锁相环中环路滤波器的设计
        4.7.3 同步切换控制电路设计
    4.8 基于GPRS的通信传输模块设计
    4.9 硬件抗干扰设计
    4.10 本章小结
第5章 港口供水系统软件的研究与设计
    5.1 系统主程序流程图
    5.2 LCD液晶模块程序设计
    5.3 串口中断模块程序设计
    5.4 GPRS通信软件设计
    5.5 无模型自适应控制程序设计
    5.6 上位机监控系统设计
    5.7 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录B 论文中用到的部分程序

(8)基于PLC双闭环控制泵类节能系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 课题来源及研究的目的和意义
    1.2 变频恒压供水系统的发展现状
        1.2.1 国内变频供水调速系统发展
        1.2.2 国外变频供水调速系统发展
    1.3 本课题主要研究内容
第二章 恒压供水系统的特点与节能原理
    2.1 供水系统组成和特点
        2.1.1 供水系统的组成
        2.1.2 供水系统的主要参数
        2.1.3 供水系统的基本特性
    2.2 变频调速恒压供水的节能分析和特点
        2.2.1 变频调速恒压供水的节能分析
        2.2.2 变频调速恒压供水系统的特点
    2.3 恒压供水系统的管网压力设计
        2.3.1 机械循环液体管网的工作原理
        2.3.2 系统压力控制点的设置
        2.3.3 管网设定水压的水力计算
    2.4 变频调速工作原理
    2.5 变频调速恒压供水系统理论分析和控制方案设计
        2.5.1 变频器输出频率对供水压力的影响
        2.5.2 恒压控制过程分析
        2.5.3 变频调速恒压供水系统控制方案设计
    2.6 可编程序控制器的特点及应用
    2.7 变频器
        2.7.1 变频器基本结构
        2.7.2 变频器工作原理
        2.7.3 变频器与PLC的连接
第三章 双闭环自整定模糊PID控制
    3.1 模糊控制的产生和发展
        3.1.1 模糊控制的产生
        3.1.2 模糊控制的发展
    3.2 模糊控制的原理
        3.2.1 模糊控制系统的组成
        3.2.2 模糊控制的基本原理
    3.3 供水系统PID控制器的设计
        3.3.1 PID和Fuzzy控制方案的论证
        3.3.2 双闭环模糊自整定PID控制器设计
        3.3.3 采样时间的选择
    3.4 仿真结果研究
        3.4.1 供水系统的近似模型
        3.4.2 仿真结果分析
第四章 系统软硬件设计
    4.1 系统功能要求和组成
        4.1.1 供水系统的功能要求
        4.1.2 系统组成
        4.1.3 系统工作过程简述
    4.2 硬件系统的电路构建
        4.2.1 主电路构建
        4.2.2 控制电路构建
        4.2.3 硬件系统配置
    4.3 软件系统设计
        4.3.1 总体流程设计
        4.3.2 子程序
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录A 供水系统水泵、储水罐和远传压力表
附录B 控制柜按钮和开关
附录C 控制柜内部结构
攻读学位期间的研究成果

(9)恒压供水控制系统的研究(论文提纲范文)

目录
摘要
Abstract
插图索引
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 国内外变频调速恒压供水系统相关技术研究现状
    1.3 变频恒压供水系统存在的问题及解决方案
        1.3.1 供水系统的压力闭环模糊PID控制
        1.3.2 变频电源与工频电源的切换技术
    1.4 供水系统变频调速技术的工作原理
    1.5 变频调速在供水系统的节能原理
    1.6 本章小结
第2章 变频恒压供水系统的设计
    2.1 变频恒压供水系统的组成和工作原理
        2.1.1 变频恒压供水系统控制方案的设计与选择
        2.1.2 变频恒压供水系统的组成
    2.2 变频恒压供水系统的构成
    2.3 本章小结
第3章 变频恒压供水系统模糊PID控制器的设计
    3.1 控制算法的选择
    3.2 基本的模糊控制器原理及存在的问题
        3.2.1 模糊控制的基本原理
        3.2.2 模糊控制存在的问题及解决方案
    3.3 模糊PID控制器的设计
        3.3.1 基本模糊控制器的设计
        3.3.2 PID控制器设计
        3.3.3 模糊PID控制器设计
    3.4 控制算法的仿真
        3.4.1 供水系统的近似模型
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第4章 恒压供水系统锁相环同步切换控制
    4.1 锁相环组成及工作原理
    4.2 锁相环的相位模型与传递函数
    4.3 锁相环的性能分析及参数选择
        4.3.1 锁相环路的稳态相位的误差分析
        4.3.2 锁相环路的稳定性分析
    4.4 基于锁相环的同步切换控制
        4.4.1 数字集成锁相环CD4046芯片
        4.4.2 低通滤波器及其作用
    4.5 同步切换工作过程
    4.6 固态继电器工作过程
    4.7 本章小结
第5章 控制系统软硬件设计
    5.1 硬件系统设计
    5.2 单片机系统设计
        5.2.1 ATmega16单片机的结构与功能
        5.2.2 ATmega16单片机工作方式
    5.3 系统硬件连接
        5.3.1 ATmega16单片机连线
        5.3.2 压力传感器信号输入
        5.3.3 工频电网电压电流信号输入
        5.3.4 AD转换的操作过程
        5.3.5 键盘和显示电路
        5.3.6 串行通讯电路和蜂鸣器电路
        5.3.7 定时器接口电路和复位电路
        5.3.8 硬件电路中抗干扰设计
    5.4 控制系统软件设计
        5.4.1 控制系统软件主程序及模块子程序设计
        5.4.2 控制系统联调
    5.5 存在的问题及其改进措施
    5.6 本章小结
总结与展望
    课题总结
    存在的问题与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文

(10)自适应模糊控制技术在变频调速恒压供水系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 课题提出的背景及研究的意义
        1.1.1 重力供水
        1.1.2 气压供水
        1.1.3 变频恒压供水
        1.1.4 研究意义
    1.2 相关技术发展概况
        1.2.1 电机变频调速技术的发展概况
        1.2.2 控制技术在交流调速系统中的发展概述
        1.2.3 变频恒压供水系统的研究现状
        1.2.4 单片机技术的发展及应用概述
    1.3 研究内容及方法
    1.4 课题技术路线
2. 变频调速恒压供水系统简介
    2.1 供水系统概述
        2.1.1 供水系统的基本特性
        2.1.2 恒压供水的原理
    2.2 变频调速节能原理
    2.3 水泵变频调速运行的节能原理
    2.4 变频调速恒压供水系统的特点
    2.5 本章小结
3. 变频调速恒压供水的理论分析
    3.1 供水压力和变频器输出频率的关系
    3.2 恒压控制的理论分析
    3.3 变频调速恒压供水系统的构成及工作原理
        3.3.1 变频调速恒压供水系统的构成
        3.3.2 变频调速恒压供水系统的控制流程
        3.3.4 变频调速恒压供水系统中的加减水泵的条件分析
    3.4 本章小结
4. 变频调速恒压供水系统的自适应模糊控制
    4.1 模糊控制理论的产生及其基本原理
    4.2 模糊控制系统的组成
    4.3 模糊控制器原理
    4.4 变频调速恒压供水系统自适应模糊控制器的设计
        4.4.1 输入变量的模糊化处理
        4.4.2 模糊规则表的建立
        4.4.3 模糊推理机的实现
        4.4.4 解模糊化
        4.4.5 模糊控制查询表的建立
        4.4.6 量化因子和比例因子的确定
        4.4.7 采样时间的选择
    4.5 系统仿真分析
    4.6 本章小结
5. 变频调速恒压供水系统的软硬件设计
    5.1 系统硬件设计
        5.1.1 模拟量输入数据采集模块
        5.1.2 A/D转换模块
        5.1.3 单片机和DAC0832的接口电路
        5.1.4 LED显示模块电路图
        5.1.5 按键接口电路设计
        5.1.6 串口通讯模块设计
    5.2 系统软件设计
        5.2.1 系统主程序设计
        5.2.2 自适应模糊控制子程序
    5.3 系统的抗干扰措施
        5.3.1 变频器的EMI防护
        5.3.2 减小系统中其他设备的EMC影响
    5.4 系统实验分析
        5.4.1 试验目的
        5.4.2 试验设备
        5.4.3 试验方法
    5.5 本章小结
6. 结论与展望
    6.1 课题结论
    6.2 不足与建议
参考文献
致谢
附录
附:攻读硕士学位期间的主要研究工作

四、单片机控制变频调速恒压供水系统(论文参考文献)

  • [1]基于PLC的恒压供水控制系统[D]. 朱国斌. 浙江理工大学, 2020(04)
  • [2]一体化可调式恒压供水装置设计与试验[D]. 张五悦. 昆明理工大学, 2019(04)
  • [3]基于CAN总线的智能组网式恒压变频水泵控制系统开发[D]. 陈志刚. 中国计量大学, 2018(01)
  • [4]基于模糊PID控制的参数自适应恒压供水系统的研究[D]. 王丰. 温州大学, 2016(05)
  • [5]变频泵恒压供水在建筑给水系统中的应用[D]. 张琼莲. 广州大学, 2012(03)
  • [6]多泵智能控制器的研究与实现[D]. 刘杰. 江苏科技大学, 2012(03)
  • [7]基于数据驱动控制的港口恒压供水系统研究[D]. 李大川. 兰州理工大学, 2010(04)
  • [8]基于PLC双闭环控制泵类节能系统的研究[D]. 蔡滨. 南昌大学, 2009(S1)
  • [9]恒压供水控制系统的研究[D]. 姬鹏军. 兰州理工大学, 2009(11)
  • [10]自适应模糊控制技术在变频调速恒压供水系统中的应用研究[D]. 叶金虎. 华中农业大学, 2007(02)

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单片机控制变频调速恒压供水系统
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