一种集成可编程控制器与计算机辅助工程CAE的控制系统.pdf
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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号CN117420787A
(43)申请公布日2024.01.19
(21)申请号202311566254.5
(22)申请日2023.11.22
(71)申请人北京机械工业自动化研究所有限公
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课程名称： 逻辑与可编程控制器
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可编程控制器（PLC）和PLC控制系统
摘要
该毕业设计介绍了可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC的定义、特点、分类、技术指标、基本结构、工作原理、硬件知识及PLC控制系统等相关知识。并且，根据全自动洗衣机的工作原理，采用三菱公司的FXON系列的PLC实现控制，设计了一个简单的全自动洗衣机控制系统。全自动洗衣机通过了可编程控制器来实现洗涤过程，省时省力，充分体现了现代家电用品的个性。
关键词：全自动洗衣机
PLC
FXON系列
前言
可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能性强、可靠性极强、编程简单、使
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5 可编程控制器控制系统设计
5.1 可编程控制器控制系统设计的内容和步骤
学习PLC的最终目的是能将它应用到实际的工业控制系统中去，在掌握了PLC的基本结构、工作原理、指令系统与编程方法后，就可以分析、设计和构建一个PLC控制系统了。本章就PLC控制系统设计的基本原则、基本内容、步骤，控制系统的软硬件设计内容、方法，以及基本应用实例进行阐述，以便读者掌握。
5.1.1 PLC控制系统设计的基本原则
1) PLC控制系统的选择
PLC是一种专用的工业控制计算机，相对于继电器而言价格较高。因此在应用PLC控制系统前，首先应考虑是否有必要使用PLC。如果被控系统简单，I/O点数较少，控制要
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电气控制与PLC 第7章 可编程控制器应用系统设计 7.1 可编程控制器应用系统设计 本节介绍可编程控制器应用系统设计的原则、方法和步骤 。 7.1.1 PLC应用系统设计的内容和原则 1. 硬件设计 选择PLC的型号、I/O点数、存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。 2. 软件设计 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 7.1.2 可编程控制器系统设计步骤 1. 熟悉被控对象，制定控制方案 在分析被控对象的基础上，根据PLC的技术特点，与继电接触器控制系统、DCS系统、微机控制系统进行比较，优选控制方案。 2. 确定I／O点数及
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班 级： 机制0811-0814（机电方向）
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目 录
一、集美大学机制专业（机电方向）课程设计任务书………….3
二、PLC简介……………………………………………………….5
三、课程设计题目与方案分析…………………………………….9
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第5章 可编程控制器控制系统设计 5.1 PLC控制系统设计的内容与步骤 一、PLC控制系统设计的基本原则 1．满足被控对象的控制要求 考虑将来发展的需要， PLC选用功能较强的新产品，并留有适当的余量。 2．系统安全、可靠 3．尽可能简单、经济、使用与维修方便 4．具有高的性能价格比。 二、PLC控制系统设计步骤 1．分析被控对象，提出控制要求。 2. 确定输入、输出设备。 3．确定PLC的I/O点数，选择PLC机型。 4．分配I/O点数，绘制PLC控制系统输入、输出端子接线图。 5．程序设计，绘制状态转移图。 1）初始化程序；2）控制程序；3）检测、故障诊断和显
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(43)申请公布日 2022.05.10
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(43)申请公布日 2022.07.29
(21)申请号 202210268140.1
(22)申请日 2022.03.18
(71)申请人 西门子（中国）有限公司
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华此电力大学前劭化彖
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电话,13605
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第6章控制系统计算机辅助设计
教学提示：以常见的硬盘控制系统设计为例，采用计算机辅助设计技术，运用MATLAB
进行硬盘控制系统的时域分析和频域分析，依据期望的性能指标设计其控制参数，讨论控
制系统计算机辅助设计过程。
教学要求：熟悉MATLAB的基本操作和指令，掌握利用计算机辅助绘制系统Nyquist图和
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深化拓宽：由硬盘控制系统引入，介绍PID校正装置、控制参数的设计；运用计算机辅助
设计技术，弄清相关控制系统的设计。
6.1概述
前面章节学习讨论了控制系统的基本概念、数学模型、时域分析、频域分析以及综合
与校正。对于一些简单的
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2、 单位脉冲响应绘制函数。 格式1： impulse(G) 格式2： [Y,T]=impulse(G) 格式3： [Y, T]=impulse(G, t) 格式4： y=impulse(G，t) 说 明： impulse ( )函数与step( )函数调用格式完全一致。 例4-13:系统 则其脉冲响应曲线由以下语句获得 G=zpk([-1;-2;-3],[-1+i;-1-i;-3.5;-4;-5],8,iodelay,2);
impulse(G,8) * * 4.2 线性系统时域响应解析解法 给线性系统一个激励信号，输出是什么？ 有两大类方法 解析解方法 求解微分方程、差分方程解析解 数
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s=tf(s)%生成拉普拉斯变量sG=1000/(s*(0.2*s+1)*(0.002*s+1));%生成开环传递函数%第三步，求超前校正器传递函数,根据已知条件Pm范围为40-50度，取校正后系统相位裕度Pm＝45度。[mag,phase,w]=bode(G);%获得对数频率特性上每个频率w对应的对数幅值及相位角。[Gm,Pm]=margin(G);%计算开环传递函数的幅值裕度和相角裕度QWPm=45;%校正后期望相角裕量FIm=QWPm-Pm+5%计算最大相位超前FIm=FIm*pi/180;%将角度表示的最大相位超前转换为弧度。alfa=(1+sin(FIm))/(1-sin(FIm))
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设能控能观测的受控系统为（8-21）状态反馈控制律为（8-22）状态观测器方程为（8-23）由以上三式可得闭环系统的状态空间表达式为可以证明，由观测器构成的状态反馈闭环系统，其特征多项式等于状态反馈部分的特征多项式|sI-(A-BK)|和观测器部分的特征多项式|sI-(A-LC)|的乘积，而且两者相互独立。因此，只要系统∑0(A,B,C)能控能观测，则系统的状态反馈阵K和观测器反馈阵L可分别根据各自的要求，独立进行配置，这种性质被称为分离特性。同理，用降维观测器构成的反馈系统也具有分离特性例8-9已知开环系统01设计状态反馈使闭环极点为-1.8±j2.4，而且状态不可量测，因此设计状态观测器使
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可编程计算机控制器在发电机励磁装置中的推广与应用
严国强 ,季筱湘 ,张祖贵 ,潘熙和1
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(1.长江科学院长江控制设备研究所,湖北 武汉430010 ；2. 中南勘测设计院,湖北 宜昌
443002)
摘 要:为了全面提高同步发电机励磁调节器的各项性能,提出了用可编程计算机控制器研
制调节器的方案。可编程计算机控制器不仅具