1. 研究目的与意义（文献综述）

压力控制系统就是利用管道或容器中的介质压力作为被控制量，从而保证输出一个恒定的气压的反馈控制系统。众所周知，在各种工业生产领域中，压力也是很重要的测量参数之一，压力的检测与控制是使设备安全工作和生产顺利进行的必要条件。如高压瓶中气压超过一定值可能会爆炸。又如工业生产合成氨时，氮气和氢气的反应不仅必须在一定的压力范围内进行，而且压力的大小也直接影响产量高低。此外，随着近些年对未知事物的探索，上至航空航天，下至深海，无不与压力控制系统有密切的关系。

二级轻气炮是一种常见的高速发射装置，主要用于研究高压物理、空间碎片防护、材料力学性能及动态响应等。关于二级轻气炮，国内外研究较多的是其驱动方法、弹道模型和发射性能，而对其中的压力控制研究较少。而且压力是轻气炮系统中的关键动力，是研究其它技术的基础，如其对发射速度就有着明显的影响，所以压力控制显得尤为重要。因此，设计一个良好的压力控制系统对二级轻气炮的相关实验尤为重要。

随着自动控制技术的发展，压力控制系统越来越精密。传统的阀门控制系统控制精度不够，运行速度缓慢，已不能满足某些方面的要求。随后出现了电气比例阀气压控制系统，基于硅微控阀门的气压控制系统，模糊pid控制压力控制系统等一系列较为精密的系统。关于压力控制技术，国内外的发展也各有千秋。对于一阶纯滞后对象，国外学者提出了常规pid控制参数整定法，解决了小范围的纯滞后对象的控制问题；另有学者提出用smith预估计器来控制含有纯滞后环节的对象，从理论上解决了纯滞后对象的控制问题，但smith预估计控制鲁棒性差，应用到实际中较困难。近来，国内学者提出了一种外模控制器，采用外部模型输出与纯滞后系统实际输出之差，经滤波后直接补偿控制信号的算法，该种外模输出器具有良好的动态性能和抗干扰能力，鲁棒性能优于smith预估计控制。对于非线性和大滞后系统，学者们多致力于用智能控制或专家系统来解决问题；而对于缺乏专家经验知识的复杂的工业控制过程，近年来的研究表明，采用模糊控制理论和神经网络结合的方式，控制效果好。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1. 了解二级轻气炮的原理及其中的压力范围；

2. 了解压力传感器的原理及应用；

3. 研究计划与安排

第1~3周 查阅相关文献资料，明确研究内容，了解二级轻气炮中压力自动控制 系统的概念，根据所要实现的功能确定方案，完成开题报告。

第4~5周 查阅资料，完成压力控制系统终端设计方案。

第6周 查阅资料，学习altium designer，对比多种元器件。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 沈红卫．stm32单片机应用与全案例实践[m]．北京：电子工业出版社，2017．

[2] 徐春晖．单片微机原理及应用[m]．北京：电子工业出版社，2013．

[3] 陈忠平．51单片机c语言程序设计经典实例[m]．北京：电子工业出版社，2012．