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课件网) 多技术交叉综合应用实践 教材p134-p138 一、实践主题 多元控制多技术交叉综合应用———简易观赏鱼鱼缸系统设计与实现。 二、实践背景在学习结构、流程、系统与控制技术之后，以综合应用实践的方式，来巩固并提升学习效果,强化技术意识、工程思维、创新设计及图样表达、物化能力等技术核心素养;同时，营造优美的生活环境,享受学技术、习实践之乐趣,丰富未来生活。 三、项目实施 （一）总体设计 系统总体设计,首先明确系统总体功能的要求，进行系统基本特性分析;接着进行系统方案设计，确定各分系统的设计任务与要求。 简易观赏鱼鱼缸系统，以下简称鱼缸系统,是一个较大系统的总称,主要由三个分系统组成,分别是缸体系统、缸架系统和缸内环境系统,如图1所示。 缸体外尺寸设为1200 mm x400 mm x 560 mm（长×宽×高);缸体置于缸架之上;缸架高度设为630 mm ;缸内环境系统置于缸体之上。 (二）缸体系统设计 1.缸体系统功能设计 缸体系统的功能是装水养鱼,前后左右透明,水可以装到缸体高度的60%~80%，保持长久不渗不漏，结实不变形。 2.缸体系统结构设计 参考方案缸体系统结构如图2所示。 缸体框架用4号轻型角钢焊接而成，其外形尺寸见总体设计;缸底采用5~8 mm厚玻璃;四周采用5 mm厚玻璃;玻璃面与玻璃面之间的粘接与密封(共8条)采用白水泥或其他黏合材料。 缸体系统制作流程如图3所示。 (三）缸架系统设计 1.缸架系统功能设计 缸架系统的主要功能是承载装满水的缸体系统(包括置于缸体上方的环境系统的装置)。缸体系统和环境系统装置的总质量(可以通过计算或测量来确定)，构成对缸架系统的正压力,因此可以对缸架系统做出受力分析和强度稳定性评估。 2.缸架系统结构设计 参考方案缸架系统参考结构如图4所示。该结构为带有两扇门的柜体，其外形尺寸参照总体设计。缸架的构件材料可有多种选择，如铁质的、木质的等。缸架的各构件之间的连接方式也有多种选择，如构件采用木材，则可使用榫卯或螺钉或胶粘等，以连接牢固可靠为选择原则。 (四)缸内环境系统设计 缸内环境系统根据鱼缸中观赏鱼生存环境的需求面配置。如水温自动控制装置，简称温控装置;水质清澈度自动控制装置，简称净水装置﹔缸内光照自动控制装置，简称照明装置;鱼饵投放自动概制装置，简称哏食装置;等等。 下面,以温控装置和净水装置为例来讨论设计问题。 1.温控装置 绝大多数的观赏鱼最适宜的生长温度为24℃ ~ 28℃，温度变化超过±4℃将有可能导致观赏鱼的死亡。因此,缸内环境系统最重要的功能是保证水温恒定,需要配置温控装置。 分析1:解析对象基本特性 温控装置的系统输入是设定的水温，根据观赏鱼的适宜生长温度来设定，如26℃ ;温控装置的系统榆出是缸内的实际水温﹔导致缸内水温变化的主要因素（干扰)是室温,如冬季室温偏低或夏季室温过高,室温的变化将直接影响鱼缸内水温的变化。 通过上述分析，可以得到温控装置的系统设计需求。 温控装置功能和技术要求功能:检测缸内实际水温，自动启动加热或冷却装置保持缸内水温恒定。 技术要求: 设定温度:26 ℃。 控温精度:士2 ℃。 分析2:确定被控量与控制量 温控装置的系统输出为被控量，即缸内水温。那么，通过什么方式可以实现缸内水温的调节呢 通常，对鱼缸内的水进行加热可采用电加热棒，加热时间决定了水温升高的幅度;对鱼缸内的水进行降温可以采用散热风扇或冷水机。 分析3:确定控制系统构成方案 为实现缸内水温的自动调节，需要配置温度传感器检测缸内实际水温，将实际水温与设定温度进行比较，计算得到温度偏差，根据温度偏差的极性确定对缸内水温进行加热或降温处理，从而实现水温偏差的减小，构成闭环控制。温控装置自动调节温度的控制框图如 ... ...
