【正文】 緒論 2 驗教學，促進 貫徹 理論教學和實驗教學并重的教學理念。 目前，國內(nèi)多所高校及企業(yè)單位相繼開展了 電氣信息 類 實驗教學裝置的研究 [15]，取 得了一定的成果。 關(guān)鍵詞： 通用控制平臺 控制對 象 仿真 硬件電路 電子鐘 儲液罐 山東科技大學學士學位論文 摘要 山東科技大學學士學位論文 ABSTRACT ABSTRACT This paper based on virtual control technology applied research, put forward a kind of universal control platform based on virtual control object the universal control platform hardware configuration and control object of the realization methods of the prehensive design. This paper gives the platform from overall design scheme, and expounds scheme formation from control engineering simulation angle. The platform hardware circuit modules are designed in the paper and roughly every module is designed from main indexs, structures,design principles and other several aspects. On the basis of fully understanding signal features of processing control occasions, simulation and measurement needs, using analog electronic technology, digital electronic technology and singlechip microputer interface technology and other knowledge, and design all kinds of circuit parts,for example, multichannel analog input module, multichannel analog output module, multichannel digital input module, multichannel digital output module,multitype munication module, manmachine interface module, power module and so on. Based on the hardware platform, selecting the electronic clock and reservoir supervisory control system as a typical control object to simulate. The paper summarizes the position structure and control elements. In order to simulate the control process on hardware platform in laboratory, designing the controller, the control object and puter to constitute a plete set of simulation system,carries out research of the simulation algorithm and control algorithm, and development of application simulation software. Based on the universal control platform based on virtual object of control design, convenient to be able to simulate a variety of real control objects in the working process, the historical curve etc.., need not take plex physical models, without access to the facilities can be finished on site for the typical 山東科技大學學士學位論文 ABSTRACT control object of the working principle and process of cognition. Keywords: universal control platform, control object simulation, hardware circuit design, electronic clock, reservoir山東科技大學學士學位論文 目錄 目錄 1 緒論 ......................................... 1 課題研究的背景及意義 ..................................... 1 國內(nèi)外研究動態(tài) ........................................... 2 課題設計目標 ............................................. 4 課題設計內(nèi)容 ............................................. 4 課題設計的特色與優(yōu)勢 ..................................... 5 2 通用控制平臺設計方案 ........................... 6 方案選擇 ................................................. 6 總體設計方案 ............................................. 6 硬件電路設 計方案 ......................................... 9 控制對象實現(xiàn)過程 ........................................ 13 3 平臺硬件功能模塊設計 .......................... 15 模擬量輸入模塊 .......................................... 15 模擬量輸出模塊 .......................................... 18 開關(guān)量輸入模塊 .......................................... 21 開關(guān)量輸出模塊 .......................................... 24 人機接口模塊 ............................................ 26 RS485 通信模塊 .......................................... 30 供電電源模塊 ............................................ 31 4 控制對象仿真之電子鐘 .......................... 35 虛擬電子鐘系統(tǒng)概述 ...................................... 35 山東科技大學學士學位論文 目錄 電子鐘被控對象設計 ...................................... 36 電子鐘控制器設計 ........................................ 42 電子鐘仿真結(jié)果 .......................................... 51 5 控制對象仿真之儲液罐監(jiān)控系統(tǒng) ................... 55 儲液罐監(jiān)控系 統(tǒng)概述 ...................................... 55 儲液罐監(jiān)控系統(tǒng)被控對象設計 .............................. 56 儲液罐監(jiān)控系統(tǒng)控制器設計 ................................ 60 儲液罐監(jiān)控系統(tǒng)仿真結(jié)果 .................................. 65 6 系統(tǒng)性能的改善與提高 .......................... 69 7 總結(jié) ........................................ 70 參考文獻 ....................................... 71 致謝 ........................................... 73 附錄 ........................................... 74 附錄 1 外文文獻 ............................................. 74 附 錄 2 文獻翻譯 ............................................. 80 附錄 3 畢業(yè)設計總原理圖 ..................................... 86 山東科技大學學士學位 論文 緒論 1 1 緒論 課題研究的背景及意義 研究背景 虛擬控制技術(shù)是設計制造領(lǐng)域的一種高新技術(shù)。 基于 硬件平臺， 選取了電子鐘以及儲液罐監(jiān)控系統(tǒng) 作為典型控制對象進行了仿真。山東科技大學學士學位論文 摘要 基于通用控制平臺的虛擬控制對象設計 摘 要 本 論文通過 對 虛擬控制技術(shù)應用 的 深入研究，提出了一種 基于通用控制平臺的虛擬控制對象設計。 根據(jù) 實際控制對象的信號特點 以及 實驗仿真 的 需要，運用模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和單片機接口技術(shù)等知識，設計了模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、通信模塊、人機接口模塊、 電源模塊 等。 通過對基于通用控制平臺的虛擬控制對象設計 ，能夠方便的仿真出多種實際的控制對象的工作過程，歷史曲線等， 不用采取復雜的物理模型，不用進入到設備現(xiàn)場即可完成對這些典型控制 對象 的工作原理和工作過程的認識 。虛擬控制最初應用于軍事、制造等行業(yè)，目前已廣泛滲透于 它可應用于建模與仿真、教育與訓練、科學計算可視化、設計與規(guī)劃等多個方面 。該 虛擬控制 平臺 在同一硬件平臺上集成不同控制對象的仿真算法，能 仿真 多種實際控制對象，對提高我國實驗教學裝備水平 及虛擬控制技術(shù)的應用 具有重要 作用 。 （ 2） 科學研究意義 教師、工程技術(shù)人員或理論研究人員研究某個算法或數(shù)學模型，一般要通過計算機仿真或者實際的工作現(xiàn)場來驗證，本平臺可以模擬實際工業(yè)控制對象 [6]，將算 法或數(shù)學模型應用到本裝置的虛擬控制對象上，可以直觀地驗證算法的正確性和可行性。國家 863/CIMS 主題組也將 “ 制造系統(tǒng)的可視化、虛擬建模與仿真 ” 確定為研究重點。 國內(nèi)研究機構(gòu) 對虛擬樣機要求的相關(guān)技術(shù)如數(shù)據(jù)庫技術(shù)、 CAD/CAM 技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、分布交互 仿真技術(shù)等已有一定的基礎(chǔ)。目前，國外虛擬樣機相關(guān)技術(shù)的軟件化過程已經(jīng)完成，較有影響的有美國機械動力公司（ Mechanical Dynamics Inc， MDI）的 ADAMS， CADSI的 DADS，德國航天局的 SIMPACK，其它還有 Working Model、 FLOW3D、 IDEAS、 Phoenics、 ANSYS、 Pamcrash等等。 在汽車制造領(lǐng)域經(jīng)典應用是