【正文】 的客戶之一的 OAM 子例程。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 31 圖 2 障礙避免模塊 數(shù)據(jù)融合是模擬器的另一個子程序，可供用戶使用。基于視覺算法模擬，明晰的環(huán)境包含的圖像文件的不同地點(diǎn)的場景。 Wall = BuildWall(wall_Para)。 [map,m_noise] = call(users_mapbuilding)。 視頻實(shí)際上是由一系列的靜態(tài)圖像的快速更新執(zhí)行的。因此，這個試驗(yàn)的目的是要單獨(dú)測試模擬器的功能模塊，然后運(yùn)行測試的總體性能模擬器中的真正的滿貫算法。即是說，機(jī)器人向前除非內(nèi)置避免模塊所需的控制，以避免附近的障礙。 最后，一個簡單的同時(shí)定位映射 (SLAM)算法 [10]中提出了在運(yùn)行和發(fā)達(dá) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 35 的模擬器。所有上述職能的模擬器了已經(jīng)經(jīng)過設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是顯示模擬器是可行的、有用的和準(zhǔn)確的 2D 室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航。 but it provides very primitive functions and is more like a demonstration rather than a simulator. Some other robot simulators, such as Ropsim [3], ThreeDimSim [5], and RPG Kinematix [6], are not specially designed for the development of autonomous navigation algorithms of mobile robots and have very limited functions. Among all the mercial simulators, Webot from Cyberbotics [4] and MRS from Microsoft are powerful and better performed simulators for mobile robot navigation. Both simulators, . Webots and MRS, provide powerful interfaces to build mobile robots and environments, excellent 3D display, accurate performance simulation, and programming languages for robot control. Perhaps due to the powerful functions, they are difficult to use for a new user. For instance, it is quite a boring job to build an environment for visual utilities, which involves shapes building, materials selection, and illumination design. Moreover, some robot development kits have builtin simulator for some special kinds of robots. Aria from Activmedia has a 2D indoor simulator for Pioneer mobile robots [8]. The simulator adopts feasible text files to configure the environment, but only support limited robot models. However, the majority of mercial simulators are not currently supporting On the other hand, Matlab programming that provides a good support in matrix puting, image processing, fuzzy logic, neural work, etc., and can dramatically re。圖形的拖套接口被需要 ； (三 )在一些環(huán)境復(fù)雜的直觀視圖，觀察模擬的計(jì)算成本高昂，并使模擬很慢； (四 )板載的攝像機(jī)現(xiàn)場不會顯示在真正的時(shí)間；并在此版本中支持 (五 )只有一個機(jī)器人。模擬器使所有正在運(yùn)行的結(jié)果，所設(shè)計(jì)和這些結(jié)果也適合真正的機(jī)器人，引用所給 予的結(jié)果。它可靠地避免了一切障礙。換句話說，只能向前移動機(jī)器人。模擬器將這些數(shù)據(jù)與當(dāng)前框架的圖像繪制，并刷新輸出圖像。 DrawImage(l_noise, obv, map, m_noise)。 DrawRobot(Rob,[0,0,0],[0,0,0])。 用戶 子例程，因此獲得性的觀察圖像只是這樣從板載的相機(jī)，在現(xiàn)實(shí)世界中。 通常情況下，機(jī)器人獲得使用其板載的傳感器，內(nèi)部的里程、外部聲納、 CCD 相機(jī)等數(shù)據(jù)。沒有此功能，機(jī)器人可以去穿墻而過像幽靈一樣，如果用戶關(guān)閉 OAM 和機(jī)器人在程序中有一些錯誤。這些數(shù)據(jù)是內(nèi)部模塊用于構(gòu)建系統(tǒng)和觀察的模型。模擬器調(diào)用這些子例程，并使用結(jié)果來控制的移動機(jī)器人。這些模塊中，已做了一些基本的簡單的分析。 ? 觀察模型設(shè)置 ；模擬計(jì)算的機(jī)器人可以看到的可以依法精確的機(jī)器人姿態(tài)、攝像機(jī)，參數(shù)和環(huán)境的圖像幀。使用此模擬器，我們可以營造環(huán)境、選擇參數(shù)、建立子例程和在屏幕上顯示輸出。此外，一些機(jī)器人開發(fā)工具包具有內(nèi)置的模擬器的幾種特殊的機(jī)器人。例如，MOBOTSIM 是 2D 模擬器的窗口，它提供了一個圖形界面，以構(gòu)建環(huán)境 [1]。 關(guān)鍵字：移動機(jī)器人，導(dǎo)航，模擬器， MATLAB 導(dǎo)航是核心能力的移動機(jī)器人。同 時(shí)感謝張玉萍老師對我的設(shè)計(jì)做了細(xì)心的檢查，指出錯誤，并予以改正，并在設(shè)計(jì)過程中所遇到的難題都給了非常重要的意見，讓我在她 的悉心幫助和支持下，能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，理解畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)用的串級控制系統(tǒng)對于擾動的處理非常合理，可以更好的處理系統(tǒng)的擾動因素。其些生產(chǎn)過程往往伴隨物化反應(yīng)、生化反應(yīng)、相變過程等，過程機(jī)理十分復(fù)雜。2s 上，把副回路作為一個環(huán)節(jié)，用同樣的方法整定主回路的參數(shù)，求的 amp。s、 Ts 值，結(jié)合選定的衰減曲線法已給定單位調(diào)節(jié)規(guī)律，按衰減曲線法整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出主、副調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)值。 它用積分時(shí)間 T 來表示其作用 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 16 的強(qiáng)弱 ， T 越小 ， 積分作用越強(qiáng) ， 但積分作用太強(qiáng)時(shí) ， 也會引起震蕩。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化 “ 超前 ” ，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的 或簡稱有差系統(tǒng) （ System with Steadystate Error） 。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型 時(shí)，控制理論的 其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用 PID 控制技術(shù)最為方便。 圖 41 模擬 PID 控制系統(tǒng)原理框圖 在 工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律是比例積分微分控制，簡稱 PID 控制，又稱 PID 調(diào)節(jié) PID 控制器問世至今已有近 70 年歷史，它是工業(yè)生產(chǎn)過程中最常用的控制算法，在工業(yè)生產(chǎn)過程中， PID 控制占85%～ 95%，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的發(fā)展，許多先進(jìn)的 PID控制涌現(xiàn)出來得到了廣泛的應(yīng)用。對裝 有易結(jié)晶、易凝固物料的裝置，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥選用氣關(guān)式。 圖 32 溫度變送器的原理框圖 調(diào)節(jié)閥的作用方式 調(diào)節(jié)閥開、關(guān)形式的選擇主要是考慮在不同工藝條件下安全生產(chǎn)的需要。為了保證副回路為負(fù)反饋。 串級控制系統(tǒng)中，必須分別根據(jù)各種不同情況，選擇主、副控制器的作用方向，選擇方法如下： ，選定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式后，按照使副控 制回路成為一個負(fù)反饋系統(tǒng)的原則來確定的因此，副控制器的作用方向與副對象特性、執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式有關(guān)其選擇方法與簡單控制系統(tǒng)中控制器正、反作用的選擇串級調(diào)節(jié)方法相同，這時(shí)，只是將主控制器的輸出作為副控制器的給定就行了 ：當(dāng)主、副變量在增加 （ 或減小 ） 時(shí)，如果由工藝分析得出，為使主、副變量減小 （ 或增加 ） ，要求控制閥的動作方向是一致的時(shí)候，主控制器應(yīng)選 “ 反 ” 作用；反之，則應(yīng)取 “ 正 ” 方向 。 DDZⅢ 型 PID 調(diào)節(jié)器主要由輸入電路、給定電路、 PID 運(yùn)算電路、手 動與自動切換電路、輸出 電路和指示電路組成，如圖 31 所示： 圖 31 DDZⅢ型調(diào)節(jié)器框圖 調(diào)節(jié)器接收變送器送來的測量信號 （ DC4～ 20mA 或 DC1～ 5V） ，在輸入電路中與給定信號進(jìn)行比較，得出偏差信號，然后在 PD 與 PI 電路中進(jìn)行 PID運(yùn)算，最后由輸出電路轉(zhuǎn)換為 4～ 20mA 直流電流輸出。其原因是在串級控制系統(tǒng)中增加了一個包含二次擾動的副回路，使系統(tǒng)改善了被控過程的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率 ；對二次干擾有很強(qiáng)的克服能力；提高了對一次擾動的克服能力和對回路參數(shù)變化的自適應(yīng)能力。一旦達(dá)到反應(yīng)溫度后，就會隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行不斷釋放出熱量，這些熱量如不及時(shí)移走，反應(yīng)就會越來越激烈，以致會有爆炸的危險(xiǎn)。因而控制參數(shù)選擇冷劑或熱劑。恒溫階段的控制精度要 求較高，要求絕對誤差 不超過177。達(dá)到反應(yīng)溫度后，要保持釜溫在 80℃ 約 90 分鐘。事實(shí)上，只有一維導(dǎo)熱可以看作是線性的，輻射熱量是絕對問題的四次方函數(shù)，對流傳熱受多種因素 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 5 的 影響，一般也是非線性的。 反應(yīng)釜釜底溫度特點(diǎn)分析 根據(jù)反應(yīng)釜的工作特性分析結(jié)果可知，反應(yīng)釜內(nèi)的工作溫度 對化學(xué)反應(yīng)有極大的影響?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中一般伴有強(qiáng)烈的放熱效應(yīng)，并且反應(yīng)的放熱速率與反應(yīng)溫度之間是一種正反饋?zhàn)约さ年P(guān)系。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。早期的反應(yīng)釜自動控制系統(tǒng)較為簡單，大多 是使用一些單元組合儀表組成位式控制裝置，由于化學(xué)過程中存在較嚴(yán)重的非線性和時(shí)滯性，這種簡單的控制方式難以達(dá)到預(yù)期的控制精度，且往往因出現(xiàn)超調(diào)而導(dǎo)致失誤。 在反應(yīng)釜、培養(yǎng)皿等化工容器內(nèi)完成的化學(xué)工業(yè)過程的特征參量一般為溫度、壓力、濃度等，這些參量是化工過程本身的屬性的表現(xiàn)。其生產(chǎn)過程往往伴隨有物化反應(yīng)、生化反 應(yīng)、相變過程等，過程機(jī)理十分復(fù)雜。 關(guān)鍵詞 ： 反應(yīng)釜 ； 串級 控制 ； MATLAB 仿真 ； 溫度 控制 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） II Abstract The reaction kettle is a kind of mon chemical reaction containers, its internal reaction mechanism is more plicated. Research through the control of its process parameters and the control of chemical reaction process, to improve the yield and quality products with the method of chemical production and biological pharmaceutical industry, etc have practical value. This paper analyzed the characteristics of the reaction kettle temperature change and control the difficulty, in the reaction kettle clip set of heating system of the heat transfer theory system on the basis of analysis, according to the quantity of heat balance principle and the reaction kettle of heat transfer of the relationship, using mechanism modeling and step response curve method to establish the mathematical model of temperature in the kettle, and the utilization of the data and the theoretical analysis verify the effectiveness of the model. Keywords: the reaction kettle； cas