毕业设计帆板控制系统设计开题报告

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1、毕业设计(论文)开题报告学生姓名张坤宏学号201202501241专业自动化指导教师姓名刘青职称讲师所在学院电气工程学院课题来源学科竞赛课题性质工程应用课题名称帆板控制系统设计毕业设计的意义 1．课题背景及意义随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。随着

2、国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。我国风力发电的发展现状随着科技的发展，越来越多的控制系统涌入人们生活。帆板控制系统也是近年来引起学者注意的一种自动化平衡系统。因而具有非常重要的研究价值和广泛的用途。通过帆板的控制系统的设计让我们更进一步靠近科技前端。引申开来，通过对帆板控制系统的研究，拓展到生活中其他的自动控制系统，能够利用自动控制的原理实现高精度、高稳定性、快速的控制，服务于生产和生活。在风力发电中，与其他的控制系统相比较，利用帆板角度控制系统可以测量风力大小，例如可以精确测量出帆板偏转角度，那样就可以算出风力大小，

3、研究成功，帆板角度控制系统将成为测量风力大小产品，就可以节约很多电能，又可以把测量风力设备向智能化产品过渡，而且在原来基础上更加完美和人性化。传统风力发电装置由于受到其本身结构限制会出现过低、过高风速时都无法利用的情况，适用范围受限。而本系统作为一种采用全新摇摆式结构的发电装置，通过控制帆板角度参数的大小，能很好的利用小风和不稳定风而发电。2．帆板控制系统在国内外的现状分析目前国内外有类似的研究，但是不是很多，因为帆板控制系统本身也有它的局限性，首先，可应用的范围是比较广泛，但是一般不可单独使用，很多时候需要其他设备的辅助和支持，但是不可否认，它的的确确得到了一定的应用，例如在

4、条件要求极其苛刻，不允许有漏电，电磁辐射等破坏和干扰的条件下，所有电器几乎都毕业设计的意义不用使用，帆板控制系统就可以实现较远距离的闭环式自动控制，满足特殊环境下的控制要求，不仅如此它在农业、军事、航空等领域也都有重大应用潜力。在摇动帆式风力发电系统中，通过帆板的往复摇转转变为旋转运动后可以驱动发电机发电，且具有发电效率高和良好的低风速发电特性和优异的耐强风性特点。帆板转角在一定范围内时发电效率较高。所以摇动帆式风力发电系统在国内外风力发电中具有一定的发展前景。研究内容帆板控制系统可以实现按键操作、声光提醒、LCD显示等功能。传统的电机调速系统因其硬件设计复杂，调试困难，控制灵

5、活性差而不能满足日常简单的小型直流电机的调速控制，因此采用PWM调制技术控制直流风扇，具有简单易实现的优点。传感器作为一种检测装置在现代生活中有着至关重要的作用。它能将感测到的信息按照某种特定规律转换成电信号或其他非电信号形式的信息，从而满足信息的传输、显示、处理和存储等功能要求。利用帆板控制系统中的单片机处理器可时刻掌握风扇实际转速，加入角度传感器可以精确测量当前的帆板偏转角度，从反馈、比较、算出所需风力大小，实现该系统的自动控制。设计并制作一个系统具体如图1所示，通过调节与设置风扇的转速，能够控制风力大小，从而使帆板转角θ发生的相应变化，可实现转角值的实时显示和控制。图1整

6、体示意图1、基本要求（1）用手转动帆板时，能够数字显示帆板的转角θ，显示范围为0～60°，分辨力为2°，绝对误差≤5°。研究内容（2）当间距d=10cm时，通过操作键盘控制风力大小，使帆板转角θ能够在0～60°范围内变化，并要求实时显示θ。（3）当间距d=10cm时，通过操作键盘控制风力大小，使帆板转角θ稳定在45︒±5范围内。要求控制过程在10秒内完成，实时显示θ，并由声光提示，以便进行测试。（4）风扇选用台式计算机散热风扇或其他形式的直流电轴流风扇，帆板的材料和厚度自定，固定轴应足够灵活，不阻碍帆板运动。2、拟解决的关键问题（1）对风扇电机转速进行快速而准确控制，以保证风扇

7、转角在控制范围内；（2）为保证系统精度要求，必须要对帆板转动角度进行实时检测；（3）为保证帆板在尽可能短时间内达到预定角度还需要相应设定及显示电路。研究计划第一周～第二周查阅资料，明确设计任务，了解课题背景，撰写开题报告。第五周～第六周系统设计方案的比较论证及系统原理框图的确定。第七周～第八周帆板控制系统角度测量电路设计。第九周～第十二周帆板控制系统软件的设计。第十三周～第十四周撰写帆板控制系统毕业论文。第十五周～第十六周毕业答辩。研究方法一、毕业设计的总方案：帆板控制系统的工作原理是：通过