本科畢業(yè)設計開題報告模板(工科類)

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對于工科類的大學生而言，寫一篇好的好的畢業(yè)論文開題報告可不是簡單的事情，下面就是一篇優(yōu)秀的范文，供大家參考。

畢業(yè)論文題目：雙容水箱液位控制系統(tǒng)設計

1.選題依據(jù)：

1.1課程研究的背景和意義

隨著水箱在生活的廣泛應用，如居民房頂水箱供水，飲料加工廠的液體存儲箱，化工工廠中燃料的調(diào)配等都涉及到水箱也為控制問題，如用人工控制，不僅效率低操作繁瑣，且易造成空箱，溢水等現(xiàn)象。因此水箱控制越來越重要。

許多公司生產(chǎn)中都會用到水箱系統(tǒng)，它的性能和工作質(zhì)量的優(yōu)良不僅對生產(chǎn)有著巨大的影響，而且也關系著生產(chǎn)的安全，在過去，大量的對水箱操作是由人工或者機械系統(tǒng)進行操作的，這樣的工作方式帶來了很大的弊端，比如水位的控制，時刻監(jiān)控水箱的環(huán)境，夜間的控制等等，操作員稍有疏忽，或者簡易的監(jiān)控器件損壞，將帶來無法彌補的損失，更嚴重的會危及到生產(chǎn)人員的人身安全等，還有控制裝置故障多，錯誤動作多，且只能單獨控制，與計算機進行通信較難實現(xiàn)，所以，對水箱控制，如過能夠使用精密的而且完全會嚴格按照生產(chǎn)規(guī)定運行的自動化系統(tǒng)，可以最大限度的避免事故的幾率，同時也能節(jié)省資源并能郵箱提高生產(chǎn)的效率

那么我們再從其他方面考慮，中國是一個資源平窮國家，我國大部分能源需要從其他國家進口。尤其是水資源，中國人均水資源占有僅為世界平均水平的28%.目前，全國年平均缺水約400億立方米，2/3的城市不同程度缺水，地下水超采區(qū)面積達19萬平方公里，水功能區(qū)達標率僅42%.水資源的保護已經(jīng)刻不容緩了，而每年因為水箱的老舊或設備的非智能化，造成數(shù)以萬噸的水資源浪費。那么就要提高生產(chǎn)技術，積極改革生產(chǎn)工藝，降低單位產(chǎn)品生產(chǎn)的水量，減少生產(chǎn)用水量和工業(yè)廢水排放量。對于水箱水位的監(jiān)控以及自動化的引入可以很好的改善補水過多和及時補水的情況，可以很好的節(jié)約資源有效的降低成本。

隨之而來的是怎樣實現(xiàn)水箱的自動化?答案很簡單，一塊小小的單片機就可以幫助我們解決問題，單片機，又稱單片機微型計算機，是一種集成電路芯片。單片機采用超大規(guī)模集成電路技術構成一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，單片機以其強大的功能，簡單的設計，制造的廉價，支持指令集多，所以應用到眾多嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。

緊緊圍繞畢業(yè)論文選題，按照導師的要求完成，主要闡明該項研究的目的和范圍，本研究課題范圍內(nèi)國內(nèi)外己有文獻的綜述，以及該項研究工作的實用價值或理論意義，論文內(nèi)容安排等。

因此,基于單片機的雙容水箱設計有很大的實際意義。對于我們的生活與實驗研究有很大的促進作用。

1.2發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.2.1國內(nèi)外水箱控制的發(fā)展：

水箱系統(tǒng)是典型的過程控制實驗設備之一，在國內(nèi)外有很多大學和實驗室都已得到廣泛地運用。如英國牛津大學、劍橋大學、德國杜伊斯堡大學、韓國首爾大學、中國清華大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學等高校都引進了水箱控制系統(tǒng)實驗裝置。它不僅可以作為液位過程控制的實驗裝置，還可以應用到非線性控制和故障診斷的研究項目中。

在德國杜伊斯堡大學測量與控制系的研究者使用DTS200模型成功的測量非線性解耦方法和基于模型的故障診斷方法[6].NouraHassan用三容水箱液位控制系統(tǒng)作為實驗模型對執(zhí)行器容錯控制的設計進行研究[7];又如R.Sehab以雙容水箱液位控制系統(tǒng)為研究對象提出來一種用于非線性系統(tǒng)的模糊PI監(jiān)控器的設計報告[8].又如德州學院機電工程系的金秀慧做了基于MCGS的液位監(jiān)控系統(tǒng)設計，它是一種基于AT89C51單片機的遠程液位數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，采用單片機作為控制核心，上位機采用MCGS編寫的監(jiān)控軟件，整個系統(tǒng)可以完成液位信號的采集與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳送和顯示、控制等功能[9].

在國內(nèi)也有許多研究者研究水箱的控制問題，如北方工業(yè)大學理學院的安艷偉做了基于單片機的分布式液位控制系統(tǒng)設計，設計了一種基于51單片機為核心多機分布式液位控制系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集模塊，處理模塊和多種通訊平臺組成，既滿足了測量精度的要求，同時具有較高的可靠性，成本低，控制靈活。又如南京郵電大學的牛標和張代遠所做的可監(jiān)控智能液位控制器系統(tǒng)設計中列舉了液位控制系統(tǒng)可以采取的硬件方案以及他們各自的優(yōu)缺點，采用FPGA作為控制器可以實現(xiàn)各自復雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，他將所有芯片集成在一塊芯片上，減小了體積，提供穩(wěn)定性，并且可應用EDA軟件仿真、調(diào)試，易于進行功能擴展[10].

1.2.2水箱控制得發(fā)展方向：

液位控制系統(tǒng)一般指工業(yè)過程中自動控制系統(tǒng)的被控變量為液位的變化[11].在生產(chǎn)過程中，對液位的相關參數(shù)進行控制，使其保持在一定值或一定規(guī)律范圍內(nèi)變化，以保證質(zhì)量和生產(chǎn)安全，師生產(chǎn)自動進行下去。在此基礎上發(fā)展起來的單片機綜合了計算。

2.研究方案：

2.1設計目的

設計雙容水箱的水路循環(huán)系統(tǒng)，采用SIMULINK對所設計的系統(tǒng)進行仿真分析，確定最佳算法。采用單片機控制器對雙容水箱液位進行控制。

2.2本課題主要解決的問題

1.運用單片機作為水箱的控制核心，完成水箱的水位控制、報警和自動切換

2.采用PID串級控制完成雙容水箱的控制系統(tǒng)

3.采用匯編語言對系統(tǒng)進行編程

4.采用SIMULINK對設計系統(tǒng)進行仿真

5.寫出相應的使用說明、使用效果和改進意見

2.3本課題擬采用研究方法和途徑

雙容水箱液位控制系統(tǒng)主要由以下幾個基本環(huán)節(jié)組成：控制對象(水箱)。液位測量變送裝置、控制器(單片機)、執(zhí)行器(電動調(diào)節(jié)閥)、水泵、儲水箱。如圖1所示。

LT表示液位變送器，水箱流入量和流出量分別為Q1和Q2,控制的主要目標是維持水箱的液位為其設定值H,即干擾出現(xiàn)時，控制器能迅速做出決策，并使被控量盡快到回到設定值。

參考文獻

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[3]司宗國謝去病王群﹒重子湮沒快度關聯(lián)的研究﹒見趙維勤，高崇壽編﹒第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會文集[C],北京：中國高等科學技術中心，1996:105

[4]韓其智孫洪洲﹒群論[M]﹒北京：北京大學出版社，1987﹒101

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