金剛石壓機的精準壓力控制對人工培育金剛石的品質(zhì)和產(chǎn)量至關重要。本文針對現(xiàn)有金剛石壓機補壓方案存在的不足,為了提高補壓控制的精度,結合金剛石生產(chǎn)中保壓工藝的需求,提出一種基于永磁同步電機的金剛石壓機壓力控制系統(tǒng)方案。本文首先對比了現(xiàn)有補壓方法和設備特性,針對三相異步電機在補壓過程中的缺陷,參考現(xiàn)有750壓機控制系統(tǒng),提出了在補壓中采用永磁同步電機代替三相異步電機同時在壓機控制器中植入模糊PID算法控制補壓過程的方案。為了在壓機控制器中運算復雜的控制算法,設計了基于STM32單片機的壓機控制器。壓機控制器在硬件方面,提高了設備的運算能力,研究了提高壓力采集電路抗干擾性的方法;軟件方面,通過編程實現(xiàn)了離散模糊PID算法在壓機控制器中的應用。對永磁同步電機的物理模型、矢量控制原理和液壓元件的結構、運動進行數(shù)學分析并建立仿真模型。在Simulink環(huán)境下通過階躍響應、斜坡干擾實驗模擬實際信號狀態(tài),對補壓回路的控制精度進行了仿真驗證。仿真結果表明,采用模糊PID進行補壓控制,補壓精度可以達到0.005MPa,且系統(tǒng)的快速性和抗干擾能力比普通PID控制效果更好。金剛石壓機采用永磁同步電機控制補壓,電...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 金剛石壓機補壓控制系統(tǒng)相關研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓力控制系統(tǒng)原理
        1.2.2 壓力補壓控制研究現(xiàn)狀
        1.2.3 永磁同步電機及控制技術的發(fā)展
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結
2 金剛石壓機補壓控制方案
    2.1 現(xiàn)有補壓控制方案
    2.2 壓機補壓控制系統(tǒng)改造方案
    2.3 本章小結
3 壓機控制器設計
    3.1 壓機控制器硬件設計
        3.1.1 中央處理器的選用
        3.1.2 電源系統(tǒng)
        3.1.3 模數(shù)轉換電路
        3.1.4 數(shù)模轉換電路
        3.1.5 通訊接口電路
        3.1.6 開關量輸入輸出電路
    3.2 壓機控制器控制算法
        3.2.1 模糊控制系統(tǒng)
        3.2.2 模糊PID補壓控制
    3.3 本章小結
4 補壓控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
    4.1 永磁同步電機及矢量控制
        4.1.1 永磁同步電機的數(shù)學模型
        4.1.2 永磁同步電機的矢量控制
    4.2 柱塞泵數(shù)學模型
        4.2.1 柱塞泵工作原理
        4.2.2 柱塞泵運動及流量分析
    4.3 液壓缸數(shù)學模型
    4.4 本章小結
5 補壓控制系統(tǒng)仿真及分析
    5.1 系統(tǒng)仿真模型
        5.1.1 永磁同步電機仿真模型
        5.1.2 徑向柱塞泵仿真模型
        5.1.3 液壓缸仿真模型
        5.1.4 系統(tǒng)整體仿真模型
    5.2 系統(tǒng)仿真分析
        5.2.1 PID補壓控制仿真分析
        5.2.2 模糊pid補壓控制仿真分析
    5.3 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介
致謝



本文編號：3745838