【摘要】：本課題以礦山水害三維物理模擬實驗平臺為研究對象,針對傳統(tǒng)壓力加載方式存在壓力加載操作復雜、精準度低、實時性差等問題,提出使用自動壓力加載系統(tǒng)對三維物理模擬實驗進行壓力加載的方法,并設計實現(xiàn)了實驗平臺壓力的加載控制系統(tǒng),最終成功的運用于礦山水害三維物理模擬實驗當中。針對三維物理模擬實驗壓力加載方式的問題,提出了使用了二級壓力加載的搭建方法,設計并實現(xiàn)了氣體、液體等物質(zhì)通過蓄能裝置直接或者間接作用在模型上的壓力加載系統(tǒng)。這一加載方式,能夠應對實驗中各種突發(fā)情況影響下的壓力瞬間加載,提高了系統(tǒng)的時效性和加載速率。針對三維物理模擬實驗壓力加載數(shù)據(jù)采集及自動控制的問題,設計并實現(xiàn)了壓力控制系統(tǒng)的硬件部分,以及開發(fā)了壓力采集控制程序。使用了加權(quán)濾波算法對采集數(shù)據(jù)進行了優(yōu)化處理,提高了數(shù)據(jù)的精準性;改進了壓力控制算法,對壓力控制動作參數(shù)進行了優(yōu)化,在提高壓力加載響應速率的同時使得系統(tǒng)運行加平穩(wěn)。針對系統(tǒng)加壓過程中壓力沖擊使的物理模型不穩(wěn)定問題,提出了一種基于三維模型物理參數(shù)特征的自適應算法,并將其運用于壓力控制系統(tǒng)當中。算法根據(jù)不同實驗階段壓力參數(shù),對初始壓力差、壓力加載參數(shù)等數(shù)據(jù)進行實時分析及調(diào)整,選擇更合理的加載方式對三維模型進行壓力加載,減小了壓力加載過存在的壓力沖擊問題,使得物理模型壓力加載更加平穩(wěn)。完成壓力加載系統(tǒng)搭建,進行了三維物理模擬實驗對系統(tǒng)進行檢測。實驗中使用多通道壓力加載,各個通路壓力加載均能滿足實驗要求,整個系統(tǒng)運行情況良好,較之傳統(tǒng)壓力加載形式,壓力加載精確度更加有很大提高,壓力檢測精度達到0.01MPa,同時持續(xù)壓力加載穩(wěn)定性更好。當發(fā)生壓力變化時,能夠快速動作進行壓力穩(wěn)定加載,并且程序能夠根據(jù)壓力加載情況進行及時調(diào)節(jié),這是傳統(tǒng)壓力加載方式所不能達到的。
【圖文】：

壓力加載設備

直接壓力加載設計
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TD745

【參考文獻】

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1 劉福才;劉硯;徐文麗;劉吉斯;;氣動加載系統(tǒng)的模糊自適應逆控制方法[J];機械工程學報;2014年14期

2 陳輝;;淺談壓力管道設計[J];山東工業(yè)技術;2014年13期

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4 周東華;劉洋;何瀟;;閉環(huán)系統(tǒng)故障診斷技術綜述[J];自動化學報;2013年11期

5 顏召軍;李新陽;饒長輝;;自適應光學閉環(huán)系統(tǒng)實時多路自適應控制算法[J];光學學報;2013年03期

6 陳旭光;張強勇;段抗;劉德軍;張寧;;數(shù)控氣壓式柔性加載模型試驗系統(tǒng)的研制及應用[J];四川大學學報(工程科學版);2012年01期

7 王琦;王漢鵬;李術才;李智;李為騰;江貝;王德超;;柔性均布壓力加載裝置的研制及試驗分析[J];巖石力學與工程學報;2012年01期

8 丁偉;;液壓伺服系統(tǒng)的技術應用與發(fā)展[J];科技創(chuàng)新導報;2011年31期

9 趙建海;謝友寶;;電氣比例閥氣壓控制系統(tǒng)數(shù)學模型的建立及研究[J];科技信息(科學教研);2008年02期

10 蘇承東;勾攀峰;鄧廣濤;;采礦平面應力相似模擬試驗裝置的研制[J];河南理工大學學報(自然科學版);2007年02期

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2 趙興華;液壓試驗裝置電氣控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];武漢理工大學;2010年

3 張艷麗;大型地下工程三維可加載物理模擬實驗方法研究[D];西安科技大學;2009年

4 宋萬廣;基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究[D];大慶石油學院;2006年

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本文編號：2596979