本文關(guān)鍵詞：工業(yè)微波應(yīng)用設(shè)備饋能系統(tǒng)仿真優(yōu)化及功率控制系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：微波能應(yīng)用具有節(jié)能、環(huán)保、高效、可控等優(yōu)勢,既符合現(xiàn)代工業(yè)需要又符合節(jié)能減排要求,在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。微波能應(yīng)用設(shè)備主要包括微波能發(fā)生器、微波能傳輸線、微波能應(yīng)用腔體、微波功率控制系統(tǒng)等組成部分。微波能量從磁控管發(fā)出,經(jīng)過傳輸波導(dǎo)、饋能波導(dǎo)進入微波應(yīng)用腔體作用于物料,微波經(jīng)過的這幾個部分組成的微波饋能系統(tǒng)是整個微波能應(yīng)用設(shè)備的主要組成部件,其性能直接影響整個設(shè)備的效率、使用壽命及對物料的處理質(zhì)量等,如何設(shè)計出效率高、實用性強的大功率微波饋能系統(tǒng)是我們當(dāng)前急待解決的問題。微波能應(yīng)用的工藝要求,根據(jù)不同的處理對象和處理目標(biāo)在不同處理階段有更準(zhǔn)確的功率控制,傳統(tǒng)的手動設(shè)置功率或簡單的反饋調(diào)節(jié)技術(shù)已不能滿足產(chǎn)業(yè)化的需要,如此大的微波功率調(diào)節(jié)控制技術(shù)在國內(nèi)國際都沒有應(yīng)用范例。本文結(jié)合實際項目,選取微波煤炭干燥設(shè)備,首先采用CST軟件進行仿真設(shè)計,確定了饋能波導(dǎo)的尺寸及排列方式,結(jié)合諧振腔及微波應(yīng)用理論分析討論了不同的物料含水率、負載高度、負載厚度等因素對微波能應(yīng)用設(shè)備饋能系統(tǒng)與諧振腔體匹配性能的影響,優(yōu)化設(shè)計出匹配良好的饋能方式,得到駐波系數(shù)小、場分布均勻的微波諧振腔,為各類型的工業(yè)微波應(yīng)用設(shè)備的設(shè)計提供方向。為了能夠適應(yīng)微波煤炭干燥生產(chǎn)線復(fù)雜的環(huán)境,開發(fā)了微波功率自動控制系統(tǒng),解決了以往控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸慢、可靠性低等問題,根據(jù)煤炭干燥狀態(tài)的變化來調(diào)整微波源功率的輸出,達到了安全、高效生產(chǎn)的目的。控制系統(tǒng)基于CAN總線的集散控制系統(tǒng)架構(gòu),系統(tǒng)傳輸速度快、可靠性高,并且可以非常方便的擴展被控制微波源的數(shù)量;控制系統(tǒng)包含一套基于PID的微波源功率控制算法,直接通過采集的溫度和反射功率計算出所需輸出功率,具備一定的通用性。
【關(guān)鍵詞】：仿真優(yōu)化 CST 功率控制系統(tǒng) CAN PID
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN015;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 微波的概念及特點9
• 1.2 工業(yè)微波能應(yīng)用技術(shù)的歷史和發(fā)展9-11
• 1.3 選題依據(jù)及研究意義11-12
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12
• 1.5 本文研究內(nèi)容12-13
• 第二章 工業(yè)微波能應(yīng)用及微波功率控制理論分析13-19
• 2.1 微波能應(yīng)用理論分析13-14
• 2.2 微波駐波場應(yīng)用器多模腔理論14-15
• 2.3 電磁仿真技術(shù)及CST軟件15
• 2.4 S參數(shù)的含義及用途15-16
• 2.5 PID控制理論16-18
• 2.6 CAN總線簡介18-19
• 第三章 微波煤炭干燥設(shè)備的仿真優(yōu)化設(shè)計19-34
• 3.1 煤炭含水率對微波場的影響19-24
• 3.1.1 煤炭介電常數(shù)的測量19-20
• 3.1.2 介電常數(shù)和正切損耗對煤炭受熱的影響20-21
• 3.1.3 微波在煤炭中的穿透深度21-22
• 3.1.4 含水率對場均勻性的影響22-24
• 3.2 微波作用腔及饋能喇叭波導(dǎo)的確定24-26
• 3.3 饋能喇叭排列方式26-29
• 3.4 負載高度位置確定29-31
• 3.5 負載厚度仿真模擬31-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第四章 微波功率控制系統(tǒng)設(shè)計34-37
• 4.1 設(shè)計背景34
• 4.2 系統(tǒng)架構(gòu)34-35
• 4.3 控制系統(tǒng)需求35
• 4.3.1 功能需求35
• 4.3.2 性能需求35
• 4.4 軟件環(huán)境35-36
• 4.5 控制軟件設(shè)計36-37
• 第五章 微波功率控制系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)37-63
• 5.1 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)37-38
• 5.2 系統(tǒng)工作流程38-39
• 5.3 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)39-48
• 5.3.1 基于CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)39-43
• 5.3.2 上位機讀取數(shù)據(jù)采集PLC數(shù)據(jù)43-46
• 5.3.3 嵌入式控制器數(shù)據(jù)處理流程46-47
• 5.3.4 PLC獲取嵌入式控制器數(shù)據(jù)47-48
• 5.4 控制算法48-58
• 5.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集計算48-51
• 5.4.2 采樣溫度的中值濾波51-54
• 5.4.3 PID控制算法54-58
• 5.5 實時監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)58-63
• 5.5.1 監(jiān)控界面58-59
• 5.5.2 參數(shù)設(shè)置與測試59
• 5.5.3 數(shù)據(jù)存儲與調(diào)用59-63
• 第六章 微波功率控制系統(tǒng)調(diào)試63-69
• 6.1 監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試63-64
• 6.2 普通參數(shù)調(diào)試64
• 6.3 PID參數(shù)調(diào)試64-69
• 第七章 總結(jié)與展望69-70
• 7.1 工作總結(jié)69
• 7.2 工作展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-73

【參考文獻】

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