【摘要】：隨著中國城鎮(zhèn)化的逐步推進,預應力張拉技術(shù)憑借其諸多優(yōu)點已得到了廣泛的應用。由于預應力張拉是一個復雜的非線性過程,且會遇到多種異常情況,故至今還沒有一套完善的張拉控制算法,以及相應的智能化張拉設備。本文旨在建立一個符合預應力張拉施工要求、張拉精度高的控制模型,并在此基礎之上設計研發(fā)一套精度高、性能先進、操作簡單,價格適中的張拉設備。首先,通過對新型智能預應力張拉設備的功能需求進行分析,確定張拉系統(tǒng)的整體方案,即采用分布式控制系統(tǒng)將工業(yè)觸控平板電腦、微控制器、通信系統(tǒng)、傳感器測量系統(tǒng)和千斤頂-變頻器-油泵調(diào)速系統(tǒng)組合起來,并采用總線型網(wǎng)絡和星型網(wǎng)絡的混合組網(wǎng)方式。其次,根據(jù)模塊集成化原則,將控制前端的硬件電路劃分為供電電源模塊、基于DSP的核心控制模塊和外圍輔助電路模塊。在此基礎之上,進行詳細的電路設計,并將基于DSP的核心控制模塊設計成四層板,外圍輔助電路模塊和電源模塊設計成2層板。再其次,根據(jù)程控主站和控制前端各自性能的差異,對其軟件分配不同的任務。程控主站的軟件主要包括人機交互、過程控制、信息存儲和串口通信等模塊,其在Windows環(huán)境下,使用VC++語言完成�？刂魄岸说能浖饕〝�(shù)據(jù)采集與處理、控制算法和串口通信等模塊,其在CCS環(huán)境中,使用C語言完成。最后,搭建關于張拉千斤頂-變頻器-油泵調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型。通過分析該系統(tǒng)的不足之處,完成轉(zhuǎn)速補償。研究并設計基于轉(zhuǎn)速補償和模糊自整定PID的控制算法,并使用MATLAB/SIMULINK進行仿真,結(jié)果表明該算法靜態(tài)和動態(tài)性能都非常優(yōu)異。利用此算法,實現(xiàn)預應力同步張拉的控制策略,張拉結(jié)果表明該控制模型性能優(yōu)異,張拉力和張拉伸長量的精度分別達到1%和2%,符合國家標準。本文研究設計的智能預應力張拉程控系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試和改進之后,在全國各預應力張拉施工場合都得到了廣泛的應用,其運行穩(wěn)定、張拉精度高,符合張拉施工的各類標準,很好的推動了我國預應力設備的發(fā)展。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU757

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本文編號：2581757