【文章內(nèi)容簡介】 序編譯窗口本設(shè)計中的所有程序都是經(jīng)過Keil C51軟件編譯，然后調(diào)試。在調(diào)試窗口查找錯誤和警告，根據(jù)軟件本身的功能特點，找到相關(guān)錯誤的位置，然后進行改正，繼續(xù)編譯、調(diào)試，直到程序沒有錯誤為止。 PROTEUS 軟件簡介Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。 仿真實現(xiàn)過程第一步：在Keil中將編寫好C語言程序，然后編譯當前文件，創(chuàng)建HEX目標文件，重建所有目標文件。第二步：在Proteus中選擇元器件繪制好原理圖（復(fù)位電路和時鐘電路等一些電路元件可以省略）。第三步：將創(chuàng)建HEX目標文件通過Proteus下載到其中，然后運行，這時候就可以看到原理圖的動態(tài)模擬過程。 PROTEUS仿真結(jié)果在圖42仿真電路中，發(fā)光二極管燈滅代表電磁離合器斷開，發(fā)動機給飛輪加速到60000rpm，儲能過程結(jié)束。圖42 發(fā)動機儲能過程仿真在圖43中發(fā)光二級管綠燈亮起過程模擬飛輪釋放能量電磁離合器結(jié)合的過程。圖43 飛輪釋放能量過程在圖44發(fā)光二極管燈滅時候代表飛輪釋放能量結(jié)束，電磁離合器斷開。圖44 飛輪釋放能量結(jié)束在圖45中發(fā)光二級管黃燈亮起過程模擬繼電器接合，真空泵正在工作。圖45 真空泵工作過程在圖46中發(fā)光二級管滅代表真空泵工作結(jié)束，繼電器斷開的過程。圖46 真空泵工作結(jié)束圖47 溫度檢測仿真圖在溫度仿真電路中，數(shù)碼管顯示的就是溫度傳感器DS18B20檢測的磁流體工作溫度的模擬過程。 控制系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)圖在系統(tǒng)圖包括了發(fā)動機儲能過程，飛輪釋放能兩和制動能量的回收過程，驅(qū)動電機調(diào)速，壓力檢測，以及溫度檢測。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4—8所示。圖48 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖發(fā)動機儲能：首先按下鍵盤按鍵，單片機給高電平時電磁離合器接合，發(fā)動機經(jīng)離合器，傳動裝置給飛輪加速，達到60000rpm時候，單片機給低電平電磁離合器斷開，飛輪儲能完成。驅(qū)動電機調(diào)速釋放能量：按下獨立鍵盤按鍵，單片機給高電平電磁離合器接合，驅(qū)動電機開始實現(xiàn)SPWM調(diào)速，通過單片機里的程序，啟動SA4828，經(jīng)TLP250驅(qū)動電路，控制PWM變頻器中的IGBT開關(guān)的通斷，頻率改變，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速持續(xù)下降，飛輪的轉(zhuǎn)速也會對應(yīng)著下降，降到到55000rpm,單片機給低電平，電磁離合器斷開，能量釋放結(jié)束。驅(qū)動電機調(diào)速回收能量：按下獨立鍵盤按鍵，單片機給高電平電磁離合器接合，驅(qū)動電機開始實現(xiàn)SPWM調(diào)速，通過單片機里的程序，啟動SA4828，經(jīng)TLP250驅(qū)動電路，控制PWM變頻器中的IGBT開關(guān)的通斷，頻率改變，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速持續(xù)上升，飛輪的轉(zhuǎn)速也會對應(yīng)著上升，由45000rpm升到55000rpm,單片機給低電平電磁離合器斷開，回收能量結(jié)束。真空泵壓力檢測：壓力傳感器給單片機送入壓力數(shù)值，如果和程序中的飛輪真空腔的標準壓力不符合，單片機給繼電器高電平，繼電器接合，真空泵開始工作，直到檢測的壓力數(shù)值和標準壓力一致，單片機給繼電器低電平，電磁離合器斷開，壓力檢測控制結(jié)束。溫度檢測：溫度檢測是利用DS18B20數(shù)字溫度傳感器進行檢測，針對磁流體密封處的溫度檢測，DS18B20將溫度信號送入單片機，這樣就可以看到磁流體工作的當前的溫度了。 小結(jié)本章主要介紹了使用keil軟件和proteus軟件仿真的過程，針對每個仿真過程詳細介紹了所實現(xiàn)的功能，包括飛輪轉(zhuǎn)速的變化仿真，壓力檢測，溫度檢測等的仿真。最后通過系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)圖對整個控制過程再一次詳細介紹了控制系統(tǒng)的工作過程，使得控制過程簡單明了。中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計第5章 結(jié)論 控制系統(tǒng)設(shè)計總結(jié) 控制系統(tǒng)是設(shè)計是超高速飛輪整體設(shè)計的重點之一，通過控制系統(tǒng)可以具體控制飛輪的工作過程，包括汽車在行駛時飛輪釋放能量和回收能量等過程，解決了汽車在水平城市公路走走停停發(fā)動機輸出功率過大的問題，飛輪釋放能量使得汽車前進，發(fā)動機的功率輸出減小，汽車制動過程，飛輪回收制動能量，減少能量的損失。 本控制系統(tǒng)的設(shè)計首先確定需要控制的部分，然后有一個整體結(jié)構(gòu)，在整體結(jié)構(gòu)中包含了每一部分子控制，每一部分子控制通過程序和電路去實現(xiàn)控制，最后通過簡單的仿真模擬控制過程。此控制系統(tǒng)還很不完善，仍需要較大的提高。一套完整的控制系統(tǒng)對超高速飛輪的工作過程至關(guān)重要，每一部分的精確控制也是控制系統(tǒng)的重點。目前超高速飛輪在國內(nèi)外的研究很廣泛，如果在控制系統(tǒng)方面能夠做到更加完美，這將是未來超高速飛輪的一個重點的發(fā)展。本課題所研究的超高速飛輪控制系統(tǒng)，主要針對城市路面的小型汽車，它們在繁華擁擠的道路上走走停停，能夠在汽車行駛過程中控制飛輪在一定時間內(nèi)釋放能量和制動能量的回收。如果飛輪控制系統(tǒng)完善的話，在節(jié)能減排方面將會有更大的提高。從節(jié)約能源的角度來看，超高速飛輪的發(fā)展將是未來汽車節(jié)能化小型化的一個主要發(fā)展方向。 個人總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計的課題是汽車節(jié)能超高速飛輪控制系統(tǒng)，在該設(shè)計中主要包括控制理論，機電一體化，機械參數(shù)控制，單片微機原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，51單片機及其C語言程序開發(fā)實例，Protel 99 SE電路設(shè)計基礎(chǔ)與典型范例，零起步輕松學(xué)Protel 99 SE電路設(shè)計，基于Proteus的51系列單片機設(shè)計與仿真，單片機原理及應(yīng)用 基于Proteus與Keil C等多門學(xué)科，在近四個月的學(xué)習(xí)和設(shè)計過程中，使我對控制系統(tǒng)有了很深的了解，讓我對一些非專業(yè)課程有了初步的學(xué)習(xí)，為以后從事機電系統(tǒng)行業(yè)也打下了基礎(chǔ)。在本次設(shè)計中讓我更加深入的了解到機械和控制相互結(jié)合的重要性，先進的機械技術(shù)離不開精確的控制，它們是相輔相成的，雖然本次學(xué)到了很多新的知識，但是還是缺乏嚴謹?shù)乃季S過程，有待于進步的提高，希望在以后的工作中能夠在控制系統(tǒng)設(shè)計方面不斷的提高自己，學(xué)到更多的控制知識。 超高速飛輪未來前景飛輪儲能技術(shù)是當前一個主要發(fā)展方向，由于飛輪相對尺寸小，重量輕，儲能密度大，使用壽命長，低損耗，低維護，工作溫度范圍寬等優(yōu)點。所以在很多方面都有廣泛的應(yīng)用，例如飛輪電池應(yīng)用于太空領(lǐng)域，交通運輸，不間斷電源，軍用戰(zhàn)斗車輛等方面。目前最新的飛輪儲能就是在飛輪混合動力方面，例如F1賽車上的KERS動能回收系統(tǒng)，飛輪質(zhì)量僅為5千克，系統(tǒng)總重為24千克，系統(tǒng)體積13升，最大儲能400千焦。從以上數(shù)據(jù)可以看出，飛輪儲能系統(tǒng)更趨向小型化，緊湊化，高效化等特點，如果能在汽車上廣泛應(yīng)用，將會為世界能源短缺方面解決一個大的問題。中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計致 謝本次畢業(yè)設(shè)計首先感謝我的導(dǎo)師王玉新老師精心的指導(dǎo)，讓我在這次畢業(yè)設(shè)計中學(xué)到了很多知識，受益匪淺，老師治學(xué)的嚴謹態(tài)度讓我非常敬佩，每次老師細心的指導(dǎo)都給了我大的學(xué)習(xí)信心，雖然在設(shè)計中遇到了很多困難，不過每次經(jīng)過老師的悉心教導(dǎo)，一些問題都迎刃而解了，這次設(shè)計也為以后工作奠定了基礎(chǔ)，給了我們一個自己獨立解決問題的空間，在這里再次感謝我的導(dǎo)師王玉新老師的栽培，謝謝您讓我學(xué)到了很多。同時在這里也要感謝那些在學(xué)習(xí)上幫助過我的同學(xué)，有了你們的幫助，我在學(xué)習(xí)上的一些困難很快就解決了，謝謝你們在我遇到困難時候幫助我，大學(xué)四年，同學(xué)間的友情永遠是真的，希望你們在未來的道路上越走越好。最后，感謝我的父母，是他們培養(yǎng)了我，給了我接受高等教育的機會，讓我在高等學(xué)府不僅學(xué)會了知識，更學(xué)會了如何和群體相處，在今后的學(xué)習(xí)工作中一定努力向上，不辜負父母的寄托，報答父母的養(yǎng)育之恩！參考文獻[1] 文少波，(東南大學(xué) 機械工程學(xué)院)[J]．南京 211189,南京工程學(xué)院 車輛工程系，南京 211167）.[2] 張建成．飛輪儲能系統(tǒng)及其運行控制技術(shù)研究[D]．保定：華北電力大學(xué)(博士學(xué)位論文)，．[3] 劉懷喜，馬潤香，張恒．飛輪儲能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]．能源技術(shù)，2003，24(1)：1013．[4] 湯雙清，楊家軍，廖道訓(xùn)．飛輪儲能系統(tǒng)研究綜述[J]．三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002，24(1)：78．82．[5] 楊志軼．飛輪電池儲能關(guān)鍵技術(shù)研究[D]．合肥：合肥工業(yè)大學(xué)(博士學(xué)位論文)，2002：112．[6] 何瑞金．飛輪儲能控制系統(tǒng)及能量回饋技術(shù)的研究[D]．東華大學(xué)(碩士學(xué)位論文)，2004：114．[7] 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