本文關(guān)鍵詞：鐵路預(yù)制梁靜載試驗智能加載系統(tǒng)研究

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【摘要】：靜載試驗是檢驗鐵路預(yù)制梁整體質(zhì)量最重要的一種手段。目前,國內(nèi)對靜載試驗的加載裝置進行了廣泛研究,但是其靜載試驗的加載系統(tǒng)依然是采用多個千斤頂人工控制的方式,人為影響因素較多。并且各千斤頂由獨立泵站控制,加載時會出現(xiàn)荷載值大小不一、此消彼長現(xiàn)象。為了能使預(yù)制簡支梁靜載試驗精確高效的完成,并解決加載系統(tǒng)的諸多問題,本文對預(yù)制簡支梁靜載試驗加載系統(tǒng)進行了設(shè)計和研究,使其能智能化加載,減少人工參與,以滿足橋梁試驗的要求。本文介紹了預(yù)制梁靜載試驗智能加載系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。通過對預(yù)制梁靜載試驗的調(diào)查研究,分析靜載試驗的各個工況以及靜載試驗所達到的要求,對預(yù)制梁靜載試驗智能加載系統(tǒng)進行了合理的設(shè)計。通過分析,建立了預(yù)制梁靜載試驗智能加載系統(tǒng)的數(shù)學模型,對建立的數(shù)學模型利用Matlab中的Simulink工具包進行了建模和仿真。通過仿真結(jié)果對比,模糊PID控制方法對系統(tǒng)的控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)PID,并初步確定系統(tǒng)的控制算法、控制參數(shù)及控制規(guī)則�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計主要包括加載循環(huán)中液壓缸的同步加載、同步卸載和持荷保壓等重要行程,這些行程動作通過電氣控制系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)的控制來實現(xiàn)。本文對系統(tǒng)的加載動作進行了分析并提出了控制方法,最終選用三菱PLC對本系統(tǒng)進行控制,并對系統(tǒng)所需的其它硬件設(shè)備和PLC的特殊功能模塊進行了選型,繪制了液壓控制回路、主電路圖和PLC的電氣連接圖,針對重要的加載過程繪制了控制流程圖,編寫了PLC控制程序,并且對觸摸屏界面進行了設(shè)計。最后,對控制系統(tǒng)的軟件和加載設(shè)備進行調(diào)試試驗,使整個加載系統(tǒng)滿足設(shè)計指標和靜載試驗的要求。
【關(guān)鍵詞】：靜載試驗 智能加載系統(tǒng) 模糊PID控制 Simulink仿真 PLC 觸摸屏
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢9-12
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題研究的目的和意義12
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及理論依據(jù)12-14
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容12-13
• 1.4.2 理論依據(jù)13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第二章 預(yù)制梁靜載試驗智能加載系統(tǒng)設(shè)計15-23
• 2.1 鐵路預(yù)制梁靜載試驗的工作原理及步驟15-17
• 2.1.1 鐵路預(yù)制梁靜載試驗的工作原理15-16
• 2.1.2 鐵路預(yù)制梁靜載試驗步驟16-17
• 2.1.3 靜載試驗的其他要求17
• 2.2 鐵路預(yù)制梁靜載試驗智能加載系統(tǒng)總體設(shè)計17-21
• 2.2.1 加載系統(tǒng)動作過程介紹17-19
• 2.2.2 加載系統(tǒng)控制方案19-20
• 2.2.3 靜載試驗液壓系統(tǒng)20
• 2.2.4 靜載試驗加載系統(tǒng)泵站電氣原理20-21
• 2.3 靜載試驗加載系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 控制系統(tǒng)數(shù)學模型的建立和仿真及其控制方法23-58
• 3.1 靜載試驗加載系統(tǒng)模型的建立23-30
• 3.2 系統(tǒng)控制器的設(shè)計30-31
• 3.3 常規(guī)PID控制器的設(shè)計和仿真31-36
• 3.3.1 加載系統(tǒng)PID控制器的設(shè)計31-33
• 3.3.2 PID控制參數(shù)整定33
• 3.3.3 基于常規(guī)PID控制的Simulink仿真33-36
• 3.4 模糊PID的控制方法設(shè)計及仿真36-57
• 3.4.1 模糊控制器原理及設(shè)計流程36-37
• 3.4.2 模糊PID控制器的原理37-38
• 3.4.3 模糊控制器維數(shù)的確定38-39
• 3.4.4 模糊集合及隸屬函數(shù)的確定39-41
• 3.4.5 模糊子集、量化因子和比例因子的確定41-42
• 3.4.6 MATLAB模糊推理系統(tǒng)42-43
• 3.4.7 模糊控制規(guī)則的建立43-54
• 3.4.8 基于模糊PID控制的Simulink仿真54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計方案和選型58-72
• 4.1 整體設(shè)計方案58
• 4.2 預(yù)制梁靜載試驗控制系統(tǒng)主電路圖的設(shè)計58-59
• 4.3 PLC控制單元59-64
• 4.3.1 PLC控制器59-60
• 4.3.2 PLC的選型60-61
• 4.3.3 PLC線路設(shè)計61-64
• 4.4 觸摸屏設(shè)計64-65
• 4.4.1 觸摸屏選型64-65
• 4.4.2 觸摸屏的接線65
• 4.5 傳感器選型65-68
• 4.5.1 測力傳感器的選型66-67
• 4.5.2 壓力傳感器的選型67-68
• 4.6 變量泵的選型68-70
• 4.6.1 加載系統(tǒng)工作壓力68-69
• 4.6.2 泵流量的確定69-70
• 4.7 其他硬件的選型70-71
• 4.8 本章小結(jié)71-72
• 第五章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計72-90
• 5.1 PLC編程語言介紹72-73
• 5.2 PLC編程工具73-74
• 5.3 系統(tǒng)PLC程序設(shè)計74-82
• 5.3.1 通信狀態(tài)檢測及配套標定74
• 5.3.2 主動缸加載循環(huán)動作74-75
• 5.3.3 同步加載控制75-77
• 5.3.4 持荷保壓控制77-79
• 5.3.5 輸出力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計79-81
• 5.3.6 系統(tǒng)總控制程序81-82
• 5.4 觸摸屏界面設(shè)計82-87
• 5.4.1 系統(tǒng)登陸界面設(shè)計82-83
• 5.4.2 開關(guān)機界面設(shè)計83
• 5.4.3 工作模式選擇界面設(shè)計83-84
• 5.4.4 系統(tǒng)單動界面設(shè)計84-85
• 5.4.5 系統(tǒng)智能加載界面設(shè)計85-86
• 5.4.6 報警界面查詢設(shè)計86-87
• 5.5 系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化87-88
• 5.5.1 軟件調(diào)試87-88
• 5.5.2 設(shè)備調(diào)試88
• 5.6 本章小結(jié)88-90
• 第六章 結(jié)論與展望90-92
• 6.1 結(jié)論90-91
• 6.2 展望91-92
• 參考文獻92-95
• 致謝95-96
• 個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文96-97
• 附錄 1：靜載試驗液壓系統(tǒng)圖97-98
• 附錄 2：PLC接線圖98-101
• 附錄 3：PLC程序101-110

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