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機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文（機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文8000字）

發(fā)布時間：2023-04-30 20:54:42 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 1297

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、誰能給我發(fā)幾份機電一體化專業(yè)的畢業(yè)論文呢？
2、機電一體化專業(yè)的畢業(yè)論文怎么寫啊
3、機電一體化系畢業(yè)論文格式是什么
4、機電一體化畢業(yè)論文

機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文（機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文8000字）

一、誰能給我發(fā)幾份機電一體化專業(yè)的畢業(yè)論文呢？

基于PLC的電梯控制系統(tǒng) 中文摘要隨著科學技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，高層建筑已成為現(xiàn)代城市的標志。電梯作為垂直運輸工具，承擔著大量的人流和物流的輸送，其作用在建筑物中至關(guān)重要。與此同時，人們對電梯的性能要求也越來越高，比如可靠性，操作方便，舒適性，低噪音，低能耗等等。隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。采用PLC對電梯進行控制，通過合理的選擇和設(shè)計，能夠有效的提高電梯的控制水平，極大地改善了電梯運行的舒適感，使電梯的控制達到了比較理想的控制效果。為了滿足電梯舒適感提高及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人們對于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。為了獲得良好的舒適感，本設(shè)計的電梯起制動速度曲線由兩段拋物線(S曲線)及一段直線構(gòu)成，將加速時間和S曲線加速時間配合調(diào)整，獲得了較為理想的起動/制動曲線。本文在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，闡述了電梯的拖動原理和控制原理，重點分析了電梯系統(tǒng)設(shè)計中如何用PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)并編制控制程序，研究并提出了基于PLC和變頻器的VVVF電梯控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，針對這些問題對電梯系統(tǒng)進行了新的設(shè)計.設(shè)計出了新的采用PLC進行邏輯控制，用變頻器調(diào)速的電梯控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：電梯，控制系統(tǒng)，PLC，變頻器ABSTRACT With scientific and technological and socio-economic development,high-rise buildings have become the hallmark of modern cities.As a vertical lift equipment,a lot of people bear the transportation and logistics,its role in building essential.At the same time,it has to lift the performance requirements are also increasing,such as reliability,easy to operate,comfortable nature,low noise,consumption,and so on. But the elevator as an important traffic in skyscraper，it also has developed quickly with the improving requirement of the People.It’s dragging technology has developed from DC timing to AC variable frequency timing and It’s logic control-relay control also has been replaced by PLC.using PLC to control the elevator，the reliability is improved and the feeling of comfort 15 better through the reasonable selection and design，so the effect of control is more ideal.In order to meet the comfort,improve transporting efficiency and reach the right floor,the given curve of an elevator is a key point.Most of people’s sensitivity on changing speed is about acceleration movement.Comfort means acceleration and deceleration on smoothness.To acquire favorable comfort,the starting and braking curves design of the elevator is composed of two s-curves and one beeline.Through adjusting the acceleration time and that of the s-curve’s,ideal starting and braking curves are gained. This paper,based on the introduction of the elevator's basic structure,expatiates the drive and control principle of elevator,and analyzes how to use the PLC to program controlling process.The implementation project of elevator's VVVF control system based on PLC and transducer is studied and proposed.This article was precisely has carried on the improvement design in view of these questions to the existing elevator system.Uses PLC to carry on the logical control,modulates velocity the elevator control system with the frequency changer. KEY WORDS:elevator,control system,PLC,inverter目錄第一章前言........................................................1 1.1電梯的起源與發(fā)展..........................................1 1.2電梯信號控制系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀................................2 1.3本文的工作................................................4 第二章電梯的概述..................................................5 2.1電梯的結(jié)構(gòu)...............................................5 2.2電梯的控制要求...........................................7 第三章硬件選型...................................................9 3.1 PLC的選擇................................................9 3.1.1 PLC的定義和特點........................................9 3.1.2 PLC的主要功能和應(yīng)用....................................11 3.1.3 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較............................12 3.1.4 PLC硬件設(shè)計............................................14 3.2變頻器的選擇............................................17 3.2.1通用變頻器概況.........................................18 3.2.2通用變頻器的功率輸出驅(qū)動技術(shù)動向......................19 3.2.3 VS一616G5型變頻器簡介.................................21設(shè)置...................................23 第四章硬件設(shè)計....................................................28 4.1電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計.......................................28 4.2電力調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展................................28 4.3異步電機的調(diào)速方法及經(jīng)濟技術(shù)比較.........................29 4.4井道信號系統(tǒng)的設(shè)計......................................33 4.5電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計......................................35 第五章軟件設(shè)計...................................................37 5.1 FX2N系列PLC的基本邏輯指令.............................37 5.2程序流程圖...............................................39 5.3程序說明.................................................40 結(jié)束語.............................................................56 參考文獻...........................................................57 發(fā)表論文和科研情況說明.............................................59 致謝...............................................................60第一章前言 1.1電梯的起源與發(fā)展隨著科學技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，高層建筑已成為現(xiàn)代城市的標志。電梯作為垂直運輸工具，承擔著大量的人流和物流的輸送，其作用在建筑物中至關(guān)重要。是現(xiàn)代城市生活中必不可少，且應(yīng)用最廣泛的垂直交通運輸工具。它起源于公元前236年的古希臘。當時阿基米德設(shè)計出一種人力驅(qū)動的卷筒式卷揚機，共造出三臺，安裝在妮羅宮殿里。人們把這三臺卷揚機看作是現(xiàn)代電梯的鼻祖 [4] 。事實上，早在公元前，我們的祖先和古埃及也都曾經(jīng)使用了這種人力卷揚機。在瓦特發(fā)明了蒸汽機之后，于1850年，在美國紐約市出現(xiàn)了世界第一臺由亨利·沃特曼制作的以蒸汽機為動力的卷揚機。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明－歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。在此期間，英國的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯 [6] 。隨著水壓梯的發(fā)展，蒸汽梯也就被淘汰了。后來發(fā)展為采用油壓泵和控制閥的液壓梯。直到今天，液壓梯仍在使用。 1889年，美國奧的斯公司制造的由直流電動機通過蝸桿蝸輪減速器帶動卷筒卷繞繩索懸掛并升降轎廂的電動升降機，構(gòu)成了現(xiàn)代電梯的鼻祖。為了解決乘客乘坐電梯的安全性和舒適感方面的問題，1892年，美國亨利·華特·列昂那得發(fā)明了用調(diào)節(jié)電動機勵磁場來調(diào)速的電動機—發(fā)電機電力驅(qū) 動系統(tǒng)，使直流升降機的電力拖動構(gòu)造有了重大發(fā)展。 1900年，交流感應(yīng)電動機被使用到電梯驅(qū)動以后，進一步簡化了電梯的傳動設(shè)備。以后由交流單速電動機發(fā)展到交流雙速感應(yīng)電動機。 1903年，美國奧的斯在電梯傳動機構(gòu)中采用了曳引驅(qū)動代替卷筒方式，提高了電梯傳動機械的通用性，同時也制造了有齒輪曳引高速電梯。這種電梯減少了傳動設(shè)備，增強了安全性能，成為目前電梯曳引傳動的基本構(gòu)造形式。在電梯控制技術(shù)方面，1949年開始應(yīng)用電子技術(shù)，以后出現(xiàn)了電子器件與信息處理的分區(qū)控制系統(tǒng)，以后發(fā)展到大規(guī)模集成電路。由于電梯拖動技術(shù)從直流電動機驅(qū)動，到交流單速、交流雙速電動機驅(qū)動，到交流調(diào)壓調(diào)速(ACVV)控制，交流調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速(VVVF)控制，使得電梯控制技術(shù) 不斷成熟，加上電子技術(shù)、電子計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)在電梯中的廣泛應(yīng)用，使電梯運行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運行速度、節(jié)能降耗、減少噪聲等方面都有了極大改善。 70年代，特別是1973年以來，電梯控制柜的控制電路逐漸從模擬電路向數(shù) 你好，我有相關(guān)論文資料（博士碩士論文、期刊論文等）可以對你提供相關(guān)幫助，需要的話請加我，7 6 1 3 9 9 4 5 7（扣扣），謝謝。

二、機電一體化專業(yè)的畢業(yè)論文怎么寫啊

全自動揉搓式洗衣機的設(shè)計機電一體化設(shè)計包括,任務(wù)書,開題報告,外文翻譯,文獻綜述,說明書,所有設(shè)計圖,論文字數(shù):22225,頁數(shù):57 論文編號:JX086 摘要現(xiàn)有的洗衣機中最為常見的為波輪式洗衣機和滾筒式洗衣機。波輪式洗衣機是依靠波輪的轉(zhuǎn)動來帶動衣物和洗滌液進行洗滌；而滾筒式洗衣機是依靠滾筒的連續(xù)轉(zhuǎn)動或定時反向來洗滌衣物。由此可看出，這兩種類型的洗衣機都是依靠單一的運動方式來洗滌衣物，而在此設(shè)計中將這兩種洗滌方式揉和起來，將兩種運動方式結(jié)合起來，增加了衣物在豎直方向上的運動。使衣物既能像在波輪式洗衣機中那樣由波輪帶動衣物進行洗滌又能像滾筒式洗衣機那樣依靠水流的力量洗滌衣物，并且還可以像手洗那樣對衣物進行揉搓，集各種洗滌方式于一身，對衣物進行更為徹底的洗滌。由于洗衣機的基本功能是對衣物的洗滌，關(guān)鍵在于進行洗衣程序的控制。所以,本文就洗衣機的機械設(shè)計和電氣控制進行了探討,實現(xiàn)全自動揉搓式洗衣機的設(shè)計

關(guān)鍵詞：波輪滾筒揉搓全自動

Abstract ：

In what the existing washer is most common is the impeller type washer and the roller washer. The impeller type washer is depends upon impeller's rotation to drive the clothing and the cleaning solution carries on the wash; But the roller washer is depends upon drum's continuous rotation or fixed time reverse washes the clothing. From this may see, these two type's washer is the dependence sole mode of motion washes the clothing, but kneads together in this design these two wash way, unifies two modes of motion, increased clothing's in vertical direction movement. Enables the clothing both to look like in the impeller type washer such drives the clothing by the impeller to carry on the wash and to be able to look like the roller washer such dependence current of water the strength wash clothing, and may also look like the hand to wash such carries on to the clothing rubs, the collection each wash way in a body, carries on a thorougher wash to the clothing. Because washer's basic function is to clothing's wash, therefore, the key lies in carries on washes clothes the procedure control. Therefore, this article has carried on the discussion on washer's machine design and the electric control, realizes the completely automatic to rub type washer's design

key word: The impeller drum rubs the completely automatic

摘要 2

前言 4

第一章緒論 5

1．1設(shè)計思想 6

1．2工作原理 6

第二章洗衣機的原理、分類和驅(qū)動方式 7

2．1洗衣機的原理 8

2．2洗衣機的分類 9

2．3洗衣機的驅(qū)動分類 11

第三章電動機的選擇 13

3．1概論 13

3．2洗滌電動機 13

第四章整機設(shè)計 16

4．1波輪的分類 16

4．2波輪的參數(shù)及性能 16

4．3波輪形狀及參數(shù)的選用 17

4．4帶傳動的設(shè)計（一） 18

4．5帶傳動的設(shè)計（二） 20

4．6螺紋軸的設(shè)計 22

4．7波輪軸的設(shè)計 26

第五章電氣部分設(shè)計 29

5.1設(shè)計概述 29

5.2系統(tǒng)總體框圖 29

5.3 元器件介紹 30

5.3.1 AT89C2051 30

5.3.2 W7805 31

5.3.3 74LS139 32

5.4 洗機機功能分析 33

5.5 全自動洗衣機的控制功能 34

5.6 電路圖中各部件的分析 36

5.7全自動洗衣機的部分電路分析 38

5.8洗衣機控制程序設(shè)計 40

5.8.1 程序流程圖 40

5.8.2 源程序 44

第六章相關(guān)部件的設(shè)計和安裝說明 53

6．1 洗衣機的底座及外殼 53

6．2 位開關(guān)和撥動開關(guān) 54

6．3桶（盛水桶）及其安裝 54

6．4 桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計 55

結(jié) 論 55

參考文獻 56

致謝 57以上回答來自: http://www.lwtxw.com/html/44-3/3061.htm

三、機電一體化系畢業(yè)論文格式是什么

畢業(yè)論文格式要求全國各個學校其實都是一樣的.

一、內(nèi)容要求

畢業(yè)設(shè)計報告正文要求：

（一）理、工科類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計報告正文內(nèi)容應(yīng)包括：問題的提出；設(shè)計的指導(dǎo)思想；方案的選擇和比較論證；根據(jù)任務(wù)書指出的內(nèi)容和指標要求寫出設(shè)計過程、課題所涉及元件結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)的設(shè)計計算，有關(guān)基本原理的說明與理論分析；給出所設(shè)計課題實際運行的數(shù)據(jù)或參數(shù)，并與理論設(shè)計參數(shù)進行比較和分析，說明產(chǎn)生誤差的原因。最后要對所設(shè)計課題實用價值做出評估說明；設(shè)計過程中存在的問題，改進意見或其它更好的方案設(shè)想及未能采納的原因等。

（二）經(jīng)濟、管理類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計報告或論文正文應(yīng)包括：問題的提出、設(shè)計的指導(dǎo)思想；設(shè)計方案提出的依據(jù)，設(shè)計方案的選擇和比較；設(shè)計過程；所運用的技術(shù)經(jīng)濟分析指標和方法；數(shù)學模型及其依據(jù)，數(shù)據(jù)計算方法；對設(shè)計方案的實用性和經(jīng)濟效益等方面做出評估；對設(shè)計實施過程中存在的問題（或可能發(fā)生的問題）提出合理化建議。畢業(yè)論文的基本論點、主要論據(jù)；根據(jù)國家有關(guān)方針、政策及規(guī)定聯(lián)系實際展開理論分析。

（三）文科類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計報告或論文正文應(yīng)包括：問題的提出、解決問題的指導(dǎo)思想；解決方案提出的依據(jù)，解決方案的選擇和比較，結(jié)論。

二、論文印裝

畢業(yè)論文用畢業(yè)設(shè)計專用紙打印。正文用宋體小四號字，行間距為24磅；版面頁邊距上3cm，下、左2.5cm，右2cm。

三、論文結(jié)構(gòu)、裝訂順序及要求

畢業(yè)論文由以下部分組成：

（一）封面。論文題目不得超過20個字，要簡練、準確，可分為兩行。

（二）內(nèi)容。

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書。任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系主任、教務(wù)部審查簽字后生效。

2、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告；

3、畢業(yè)設(shè)計（論文）學生申請答辯表與指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計（論文）評審表；

4、畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評審表；

5、畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯表；

6、畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定總表；

7、中英文內(nèi)容摘要和關(guān)鍵詞。

（1）摘要是論文內(nèi)容的簡要陳述，應(yīng)盡量反映論文的主要信息，內(nèi)容包括研究目的、方法、成果和結(jié)論，不含圖表，不加注釋，具有獨立性和完整性。中文摘要一般為200-400字左右，英文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容完全相同?！罢弊謽游恢镁又?。

（2）關(guān)鍵詞是反映畢業(yè)設(shè)計（論文）主題內(nèi)容的名詞，是供檢索使用的。主題詞條應(yīng)為通用技術(shù)詞匯，不得自造關(guān)鍵詞。關(guān)鍵詞一般為3-5個，按詞條外延層次（學科目錄分類），由高至低順序排列。關(guān)鍵詞排在摘要正文部分下方。

（3）中文摘要與關(guān)鍵詞在前，英文的在后。

8、目錄。

目錄按三級標題編寫，要求層次清晰，且要與正文標題一致。主要包括緒論、正文主體、結(jié)論、致謝、主要參考文獻及附錄等。

9、正文。論文正文部分包括：緒論（或前言、序言）、論文主體及結(jié)論。

（1）緒論。綜合評述前人工作，說明論文工作的選題目的和意義，國內(nèi)外文獻綜述，以及論文所要研究的內(nèi)容。

（2）論文主體。論文的主要組成部分，主要包括選題背景、方案論證、過程論述、結(jié)果分析、結(jié)論或總結(jié)等內(nèi)容。要求層次清楚，文字簡練、通順，重點突出，畢業(yè)設(shè)計（論文）文字數(shù)，一般應(yīng)不少于8000字（或20個頁碼）。外文翻譯不少于3000字符，外文參考資料閱讀量不少于3萬字符。

中文論文撰寫通行的題序?qū)哟尾捎靡韵赂袷剑?

1 1.1 1.1.1 1.1.1.1

格式是保證文章結(jié)構(gòu)清晰、綱目分明的編輯手段，畢業(yè)論文所采用的格式必須符合上表規(guī)定，并前后統(tǒng)一，不得混雜使用。格式除題序?qū)哟瓮?，還應(yīng)包括分段、行距、字體和字號等。

第一層次（章）題序和標題居中放置，其余各層次（節(jié)、條、款）題序和標題一律沿版面左側(cè)邊線頂格安排。第一層次（章）題序和標題距下文雙倍行距。段落開始后縮兩個字。行與行之間，段落和層次標題以及各段落之間均為24磅行間距。

第一層次（章）題序和標題用小二號黑體字。題序和標題之間空兩個字，不加標點，下同。

第二層次（節(jié)）題序和標題用小三號黑體字。

第三層次（條）題序和標題用四號黑體字。

第四層次及以下各層次題序及標題一律用小四號黑體字。

（3）結(jié)論（或結(jié)束語）。作為單獨一章排列，但標題前不加“第XXX章”字樣。結(jié)論是整個論文的總結(jié)，應(yīng)以簡練的文字說明論文所做的工作，一般不超過兩頁。

10、致謝。對導(dǎo)師和給予指導(dǎo)或協(xié)助完成畢業(yè)設(shè)計（論文）工作的組織和個人表示感謝。文字要簡潔、實事求是，切忌浮夸和庸俗之詞。

11、參考文獻及引用資料目錄（規(guī)范格式見附文）。

12、附錄。

13、實驗數(shù)據(jù)表、有關(guān)圖紙(大于3#圖幅時單獨裝訂)。

(三)封底。

附：規(guī)范的參考文獻格式

參考文獻（即引文出處）的類型以單字母方式標識：M——專著，C——論文集，N——報紙文章，J——期刊文章，D——學位論文，R——報告，S——標準，P——專利；對于不屬于上述的文獻類型，采用字母“Z”標識。

參考文獻一律置于文末。其格式為：

1、專著

示例 [1] 張志建.嚴復(fù)思想研究[M]. 桂林：廣西師范大學出版社，1989.

[2] 馬克思恩格斯全集：第1卷[M]. 北京：人民出版社，1956.

[3] [英]藹理士.性心理學[M]. 潘光旦譯注.北京：商務(wù)印書館，1997.

2、論文集

示例 [1] 伍蠡甫.西方文論選[C]. 上海：上海譯文出版社，1979.

[2] 別林斯基.論俄國中篇小說和果戈里君的中篇小說[A]. 伍蠡甫.西方文論選：下冊[C]. 上海：上海譯文出版社，1979.

凡引專著的頁碼，加圓括號置于文中序號之后。

3、報紙文章

示例 [1] 李大倫.經(jīng)濟全球化的重要性[N]. 光明日報，1998-12-27，（3）

4、期刊文章

示例 [1] 郭英德.元明文學史觀散論[J]. 北京師范大學學報（社會科學版），1995（3）.

5、學位論文

示例 [1] 劉偉.漢字不同視覺識別方式的理論和實證研究[D]. 北京：北京師范大學心理系，1998.

6、報告

示例 [1] 白秀水，劉敢，任保平. 西安金融、人才、技術(shù)三大要素市場培育與發(fā)展研究[R]. 西安：陜西師范大學西北經(jīng)濟發(fā)展研究中心，1998.

7、對論文正文中某一特定內(nèi)容的進一步解釋或補充說明性的注釋，置于本頁地腳，前面用圈碼標識。

8、其他要求

（1）文字

論文中漢字應(yīng)采用嚴格執(zhí)行漢字的規(guī)范。所有文字字面清晰，不得涂改。

（2）表格

論文的表格可以統(tǒng)一編序，也可以逐章單獨編序，采用哪種方式應(yīng)和插圖及公式的編序方式統(tǒng)一。表序必須連續(xù)，不得重復(fù)或跳躍。表格的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡潔。

表格中各欄都應(yīng)標注量和相應(yīng)的單位。表格內(nèi)數(shù)字須上下對齊，相鄰欄內(nèi)的數(shù)值相同時，不能用‘同上’、‘同左’和其它類似用詞，應(yīng)一一重新標注。

表序和表題置于表格上方中間位置，無表題的表序置于表格的左上方或右上方（同一篇論文位置應(yīng)一致）。

（3）插圖

插圖要精選。圖序可以連續(xù)編序，也可以逐章單獨編序，采用哪種方式應(yīng)與表格、公式的編序方式統(tǒng)一，圖序必須連續(xù)，不得重復(fù)或跳躍。僅有一圖時，在圖題前加‘附圖’字樣。畢業(yè)設(shè)計（論文）中的插圖以及圖中文字符號應(yīng)打印，無法打印時一律用鋼筆繪制和標出。

由若干個分圖組成的插圖，分圖用a,b,c,……標出。

圖序和圖題置于圖下方中間位置。

（4）公式

論文中重要的或者后文中須重新提及的公式應(yīng)注序號并加圓括號，序號一律用阿拉伯數(shù)字連續(xù)編序，或逐章編序，序號排在版面右側(cè)，且距右邊距離相等。公式與序號之間不加虛線。

（5）數(shù)字用法

公歷世紀、年代、年、月、日、時間和各種計數(shù)、計量，均用阿拉伯數(shù)字。年份不能簡寫。數(shù)值的有效數(shù)字應(yīng)全部寫出。

（6）軟件

軟件流程圖和源程序清單要按軟件文檔格式附在論文后面，特殊情況可在答辯時展示，不附在論文內(nèi)。

（7）工程圖按國標規(guī)定裝訂

圖幅小于或等于3#圖幅時應(yīng)裝訂在論文內(nèi)，大于3#圖幅時按國標規(guī)定單獨裝訂作為附圖。

（8）藝術(shù)設(shè)計作品

無法用紙質(zhì)文檔保存的藝術(shù)設(shè)計作品應(yīng)用光盤或照片保存。

(9)計量單位的定義和使用方法按國家計量局規(guī)定執(zhí)行。

四、機電一體化畢業(yè)論文

淺論機電一體化系統(tǒng)的聯(lián)合仿真技術(shù)

摘要:本文以機電一體化系統(tǒng)為研究對象,分析了機電產(chǎn)品容錯糾錯設(shè)計與仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞:機電一體化仿真容錯糾錯

一、引言

現(xiàn)代機電產(chǎn)品正朝著集成化、自動化、智能化的方向發(fā)展,有的機電產(chǎn)品對人的依賴性越來越小,發(fā)生故障根本不可能由人去維修,有的機電產(chǎn)品形成大系統(tǒng),一旦發(fā)生故障可能導(dǎo)致重大事故,并造成巨大經(jīng)濟損失。例如:美國發(fā)射的“勇氣”號火星車和“機遇”號火星車,在太空飛行半年之久,一旦有了故障靠人去診斷和維修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型衛(wèi)星運載火箭,在接受最后檢測時突然爆炸,導(dǎo)致現(xiàn)場21人被炸死,另有20多人身受重傷。

這些集成化、自動化、智能化的機電系統(tǒng)發(fā)生故障的隨機性很強,往往難以預(yù)料,但工程實踐表明除了少數(shù)突發(fā)故障以外,大多數(shù)故障是一個漸進的過程。如果早期發(fā)現(xiàn),及時采取恰當?shù)拇胧┦峭耆梢苑乐沟?機電產(chǎn)品容錯糾錯設(shè)計與仿真技術(shù)研究以及容錯技術(shù)的應(yīng)用正是順應(yīng)了這種需求。

容錯技術(shù)為提高系統(tǒng)的可靠性開辟了一條新的途徑。雖然人們無法保證所設(shè)計的系統(tǒng)各個構(gòu)成環(huán)節(jié)的絕對可靠,但若把容錯的概念引入到機電產(chǎn)品,可以使各個故障因素對產(chǎn)品性能的影響被顯著削弱,這就意味著間接地提高了產(chǎn)品的可靠性。研究和應(yīng)用容錯技術(shù),對于保障機電系統(tǒng)運行的連續(xù)性和安全性,減少安全事故,提高現(xiàn)代機電產(chǎn)品的經(jīng)濟效益和社會效益,具有非常重要的意義。

二、仿生硬件容錯研究現(xiàn)狀

隨著電路系統(tǒng)功能的復(fù)雜化,傳統(tǒng)的硬件容錯技術(shù)越來越不能滿足日益龐大的電路系統(tǒng)要求。為了提高系統(tǒng)可靠性,人們提出了動態(tài)地對故障進行自檢測、自修復(fù)的要求,并努力尋找新的容錯設(shè)計方法。早在20世紀50年代末,計算機之父馮•諾依曼就提出了研制具有自繁殖與自修復(fù)能力通用機器的偉大構(gòu)想。

研究人員從自然界得到靈感,將自然計算(如進化計算,胚胎理論等)引入到硬件設(shè)計中從而形成仿生硬件(Bio-inspired Hardware,BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士聯(lián)邦工學院于1992年提出的,雖然歷史不長,但其發(fā)展非常迅速,現(xiàn)在已經(jīng)成為國際上的研究熱點之一。仿生硬件早期也稱為進化硬件(Evolvable Hardware,EHW)。A.Thompson等人較早提出了EHW應(yīng)用于容錯方面的想法。仿生硬件是一種能根據(jù)外部環(huán)境的變化而自主地、動態(tài)地改變自身的結(jié)構(gòu)和行為以適應(yīng)其生存環(huán)境的硬件電路,它可以像生物一樣具有硬件自適應(yīng)、自組織、自修復(fù)特性。采用仿生硬件實現(xiàn)的容錯,不需要顯式冗余,而是利用進化本身固有容錯的特性,這種特性帶來的優(yōu)勢是傳統(tǒng)方法通過靜態(tài)冗余實現(xiàn)容錯所不能比擬的。

三、仿生硬件的容錯技術(shù)新思路

基于仿生硬件的容錯研究,對建立借鑒生物進化機制的硬件容錯新理論、新模型和新方法,提高硬件系統(tǒng)的可靠性,具有至關(guān)重要的意義。

(一)胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu)和容錯原理

仿生硬件可以分為進化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統(tǒng),是模仿生物的多細胞容錯機制實現(xiàn)的硬件。

胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu),主要由胚胎細胞、開關(guān)陣和線軌組成。開關(guān)陣根據(jù)可編程連線的控制信號完成開關(guān)閉合,控制線軌內(nèi)各線段的使用。胚胎細胞包含存儲器、坐標發(fā)生器、I/O換向塊、功能單元、直接連線、可編程連線、控制模塊等。存儲器用于保存配置數(shù)據(jù)位串,并根據(jù)細胞狀態(tài)和坐標發(fā)生器計算出的結(jié)果,從配置位串中提取一段經(jīng)譯碼后對胚胎電子細胞的換向塊和功能單元進行配置。坐標發(fā)生器根據(jù)每個細胞最近兩側(cè)(左側(cè)和下側(cè))鄰居細胞的坐標為其分配坐標。I/O換向塊為細胞功能單元間的可編程連線提供控制信號。功能單元用于實現(xiàn)一個n輸入的布爾函數(shù),用于實現(xiàn)所需的細胞功能。直接連線負責功能單元之間的相互通信?？删幊踢B線傳遞控制信號控制開關(guān)陣?？刂颇K完成細胞的工作狀態(tài)檢測、故障診斷、控制細胞冗余切換。

(二)胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的策略

為了實現(xiàn)對故障細胞的容錯,常用的容錯策略有兩種:行(列)取消和細胞取消策略,通過記錄有錯的單元位置,重新布線,用其他備用的單元來代替。

但是對于連線資源故障,這些策略并未給出相應(yīng)的對策。在深入研究胚胎仿生硬件容錯體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,本文提出一種針對線軌故障的容錯策略。

1. 行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一個細胞出錯,則它所在行(列)的所有細胞都將被取消,而該行(列)細胞的功能將被其上一行(右一列)的細胞所代替,即當一個細胞出錯時,細胞所在行(列)上移(右移)到一個備用行(備用列)來代替它當前的工作。

2. 細胞取消策略。在細胞取消中,用備用細胞代替故障細胞分兩個階段。當某一行的出錯細胞數(shù)超過備用細胞數(shù)時,整行被取消,行細胞上移,用備用行取代出錯行的功能。

(三)胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的流程

胚胎型仿生硬件容錯的流程為:

(1)根據(jù)設(shè)計需求選擇器件,確定硬件設(shè)計方案;

(2)以電路結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)等作為染色體進行編碼,按照進化算法的進化模式對系統(tǒng)進行進化操作;

(3)一般以電路的功能與預(yù)期結(jié)果的符合程度作為個體的適應(yīng)度。根據(jù)給定的輸入條件或測試集,通過基于電路模型的仿真測試或?qū)崪y計算群體中的每個個體的適應(yīng)度;

(四)胚胎型仿生硬件內(nèi)部錯誤檢測機制

錯誤檢測是胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的前提,本文在此著重研究針對細胞故障的錯誤檢測機制。

基于細胞功能單元的三模冗余與多數(shù)表決器電路實現(xiàn)是硬件容錯常用的冗余容錯策略。

多數(shù)表決器判斷輸出多數(shù)細胞模塊的信號,但并不能判斷出具體哪個細胞出現(xiàn)了錯誤,也就沒法啟動對出錯細胞的重啟動或重構(gòu)來修復(fù)該細胞。為了能檢測出錯細胞的具體位置,從而修復(fù)該細胞,進一步提高三模冗余的可靠性,需要設(shè)計相應(yīng)的差錯檢測器。

參考文獻:

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