本文關(guān)鍵詞：離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置及其控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心泵是一種典型的流體機械,主要用途是通過葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心作用輸送液體。葉輪是離心泵的核心部分,而葉輪與前泵蓋之間間隙即葉輪前間隙是影響離心泵容積效率的主要因素。離心泵在工作運轉(zhuǎn)一段時間后,因磨損、變形等因素,葉輪前間隙會改變,間隙大,泄漏多,泵效率低,間隙小,葉輪和前蓋之間引起摩擦,致使泵損壞。因此使用過程中實時檢測并調(diào)整控制該間隙,是保證泵高效運行的重要舉措,具有很高的使用價值�，F(xiàn)今的常規(guī)調(diào)整并不準(zhǔn)確,需停機,裝卸泵蓋和葉輪,麻煩且效率低。針對這一方面不足,本文旨在設(shè)計出關(guān)于離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置的電液伺服位置控制系統(tǒng),運用模糊PID和模糊免疫PID兩種復(fù)合算法對其控制系統(tǒng)展開研究,達到實時調(diào)整控制離心泵葉輪前間隙在合理范圍內(nèi)的目的。本文首先設(shè)計離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置,通過對傳統(tǒng)離心泵前泵蓋部分結(jié)構(gòu)改造,設(shè)計出帶有特殊液壓缸的前泵蓋,而葉輪保持原位,這樣用平移前泵蓋的方式改變兩者間隙。對各類液壓元件計算選型,獲取液壓控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型所需參數(shù),利用AMESim建立電液伺服系統(tǒng)模型并仿真。然后建立葉輪前間隙液壓控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)狀態(tài)空間表達式,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性和能觀能控性。接著依據(jù)模糊算法和免疫算法,先后設(shè)計出模糊PID控制器和模糊免疫PID控制器,利用Simulink搭建離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置電液伺服位置控制系統(tǒng)仿真模型并做仿真對比研究。本文主要結(jié)論有：設(shè)計出了具有獨特結(jié)構(gòu)的離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置；描述了零泄漏情況下離心泵前泵蓋所受壓力差與葉輪前間隙之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；設(shè)計了基于離心泵葉輪前間隙調(diào)整的模糊PID和模糊免疫PID控制器；最后控制仿真結(jié)果表明：模糊PID、模糊免疫PID控制比PID控制響應(yīng)速度更快,調(diào)節(jié)時間更短,超調(diào)量更小。而前兩者中,后者的控制效果更優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 模糊PID 模糊免疫PID 電液伺服系統(tǒng) 仿真
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題的研究背景與意義12-13
• 1.1.1 離心泵概述12-13
• 1.1.2 選題的目的和意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢13-17
• 1.2.1 泵的葉輪前間隙調(diào)整研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 電液伺服控制方法研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 本文的研究思路17
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置設(shè)計19-31
• 2.0 離心泵結(jié)構(gòu)概述19
• 2.1 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置方案設(shè)計19-21
• 2.2 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置組成21
• 2.3 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計21-30
• 2.3.1 裝置結(jié)構(gòu)二維圖21-22
• 2.3.2 裝置結(jié)構(gòu)三維圖22-24
• 2.3.3 調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計24-28
• 2.3.4 前泵蓋蓋板有限元分析28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計31-44
• 3.1 概述31
• 3.2 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計31-39
• 3.2.1 液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟31-32
• 3.2.2 設(shè)計要求32
• 3.2.3 負載特性分析及簡化32-33
• 3.2.4 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置原理圖33
• 3.2.5 液壓缸設(shè)計33-34
• 3.2.6 液壓元件參數(shù)設(shè)計及選型34-36
• 3.2.7 其他元件的初步選擇36-38
• 3.2.8 選定液壓元件匯總38-39
• 3.3 液壓伺服系統(tǒng)驗算39-43
• 3.3.1 系統(tǒng)壓力損失驗算39-41
• 3.3.2 系統(tǒng)發(fā)熱升溫的計算41-42
• 3.3.3 系統(tǒng)效率計算42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于AMESim離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置液壓伺服系統(tǒng)運動仿真44-54
• 4.1 AMESim簡介44
• 4.2 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置電液伺服系統(tǒng)AMESim仿真44-52
• 4.2.1 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置電液伺服系統(tǒng)模型搭建44-46
• 4.2.2 分配子模型46-47
• 4.2.3 設(shè)置參數(shù)47-50
• 4.2.4 運行仿真50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 第5章 離心泵葉輪前間隙液壓控制系統(tǒng)建模及控制性能研究54-70
• 5.1 離心泵葉輪前間隙控制原理及方法54-55
• 5.1.1 計算理想間隙54
• 5.1.2 建立間隙實測值與理想值之間關(guān)系54-55
• 5.1.3 控制系統(tǒng)框圖55
• 5.2 離心泵葉輪前間隙液壓控制系統(tǒng)建模55-61
• 5.2.1 伺服閥傳遞函數(shù)56
• 5.2.2 閥控缸傳遞函數(shù)56-60
• 5.2.3 伺服放大器與傳感器增益60-61
• 5.2.4 系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖61
• 5.3 控制系統(tǒng)狀態(tài)方程61-64
• 5.4 控制系統(tǒng)性能分析64-69
• 5.4.1 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析64-67
• 5.4.2 控制系統(tǒng)能控性能觀性分析67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第6章 基于Simulink離心泵葉輪前間隙控制方法設(shè)計及仿真70-82
• 6.1 Simulink簡介70
• 6.2 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置PID控制研究70-72
• 6.2.1 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置PID控制原理70-71
• 6.2.2 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置PID控制仿真71-72
• 6.3 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置模糊PID控制研究72-77
• 6.3.1 模糊PID控制簡介72
• 6.3.2 模糊PID控制器設(shè)計72-75
• 6.3.3 模糊PID控制仿真分析75-77
• 6.4 離心泵葉輪前間隙模糊免疫PID控制研究77-81
• 6.4.1 模糊免疫PID控制器設(shè)計77-79
• 6.4.2 模糊免疫PID控制仿真分析79-81
• 6.5 離心泵葉輪前間隙調(diào)整裝置控制仿真對比81
• 6.6 本章小結(jié)81-82
• 第7章 結(jié)論與展望82-84
• 7.1 本論文完成的工作82-83
• 7.2 本論文相關(guān)工作的進一步展望83-84
• 參考文獻84-88
• 讀研期間發(fā)表的論文88-89
• 致謝89

【參考文獻】

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本文編號：251506