本文選題：自動排纜　切入點：恒張力　出處：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于傳統(tǒng)的吊塔式試驗裝置,安全性能差,試驗負(fù)載范圍有限,效率極低,使得當(dāng)前試驗裝置不能滿足現(xiàn)在的試驗需求。同時,由于絞車不能直接使用造價昂貴的氣球試驗,因此提出了恒張力拖拽試驗平臺的研究。該試驗平臺借鑒前期絞車設(shè)計成功的經(jīng)驗,對負(fù)載試驗平臺重新結(jié)構(gòu)設(shè)計和纜繩張力控制方案研究。本論文主要結(jié)構(gòu)與研究內(nèi)容如下:第一章詳細(xì)介紹恒張力拖拽試驗平臺的研究背景和發(fā)展趨勢,仔細(xì)分析當(dāng)前恒張力研究現(xiàn)狀,簡要說明了恒張力拖拽試驗平臺的研究意義。最后提出了試驗平臺需要研究的內(nèi)容。第二章根據(jù)絞車的研發(fā)經(jīng)驗對負(fù)載試驗平臺方案設(shè)計,主要包括儲纜絞車的設(shè)計和摩擦絞車的設(shè)計。首先,通過對絞車的不同的排纜方案進(jìn)行評估和柔性化要求以及結(jié)合我們的課題選擇合適的排纜方案。同時,為保護(hù)儲纜筒和纜繩對摩擦絞車的減張力機(jī)構(gòu)設(shè)計、張力釋放輪的輪槽設(shè)計以及張力釋放輪快放方式的研究,并建立三維模型展示快換摩擦輪。第三章主要講了恒張力拖拽試驗平臺控制方案的研究,根據(jù)試驗平臺的功能選擇合適的控制策略。并提出直接轉(zhuǎn)矩控制概念,并詳細(xì)的分析了直接轉(zhuǎn)矩控制方案下定子磁鏈對電磁轉(zhuǎn)矩的影響。同時,研究變頻器中直接轉(zhuǎn)矩控制在拖動系統(tǒng)中應(yīng)用。其次,研究變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制在纜繩恒張力下具體的實現(xiàn)。最后,在收纜與放纜的兩種情況下,儲纜筒驅(qū)動電機(jī)和摩擦絞車驅(qū)動電機(jī)具體如何運(yùn)行。第四章主要對第二章方案設(shè)計和第三章控制方案的基礎(chǔ)上,對試驗平臺進(jìn)行詳細(xì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。包括儲纜筒的長度內(nèi)徑和外緣直徑等和摩擦輪的輪槽圈數(shù)以及外徑等。同時根據(jù)負(fù)載要求和工作環(huán)境對各個電氣元件分析選型,包括摩擦絞車驅(qū)動電機(jī)、儲纜筒驅(qū)動電機(jī)、張力檢測裝置以及變頻器等。第五章根據(jù)摩擦絞車驅(qū)動電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略,建立控制系統(tǒng)方框圖。對摩擦絞車進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和恒張力控制系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。提出摩擦絞車初始纜繩張力常規(guī)PID控制方案和模糊PID控制方案,并詳細(xì)的設(shè)計了模糊控制器。第六章為論文的實驗仿真內(nèi)容,利用MATLAB軟件建立負(fù)載試驗平臺摩擦絞車初始纜繩恒張力傳遞函數(shù),并分別采用PID控制方案和模糊PID控制方案來模擬不同負(fù)載。同時,給定一波動張力,探究兩控制方案下摩擦絞車初始纜繩張力跟隨特性。最后,模擬擾動量對PID控制系統(tǒng)和模糊PID控制系統(tǒng)的影響。
[Abstract]:Because of the low safety performance, limited load range and low efficiency of the traditional crane test equipment, the current test equipment can not meet the current test requirements. At the same time, the winch can not directly use the expensive balloon test. Therefore, the research of the constant tension towing test platform is put forward, which draws lessons from the successful design experience of the previous winch. The main structure and research contents of this paper are as follows: the first chapter introduces the research background and development trend of the constant tension drag test platform in detail. The current situation of constant tension research is carefully analyzed, and the significance of the research on constant tension towing test platform is briefly explained. Finally, the contents of the test platform need to be studied. Chapter 2, according to the research and development experience of the winch, designs the scheme of the load test platform. It includes the design of storage winch and the design of friction winch. First of all, through the evaluation and flexibility requirements of different cable discharge schemes of winch and the selection of suitable cable discharge scheme according to our project, at the same time, In order to protect the tension reducing mechanism of the friction winch, the design of the wheel slot of the tension releasing wheel and the research of the fast release mode of the tension release wheel, In the third chapter, the control scheme of the constant tension towing test platform is studied, the appropriate control strategy is selected according to the function of the test platform, and the concept of direct torque control is put forward. The influence of stator flux on electromagnetic torque is analyzed in detail. At the same time, the application of direct torque control in drive system is studied. Secondly, The realization of direct torque control of inverter under constant cable tension is studied. How to operate the motor driven by storage cable cylinder and friction winch. Chapter 4th is based on the design of the second chapter and the control scheme of the third chapter. The detailed mechanical structure design of the test platform is carried out, including the length, inner diameter and outer edge diameter of the storage cable tube, the number of wheel grooves and outer diameter of the friction wheel, etc. At the same time, according to the load requirements and the working environment, each electrical element is analyzed and selected. Including friction winch drive motor, storage cable drum drive motor, tension detection device and frequency converter. Chapter 5th according to friction winch drive motor direct torque control strategy, The block diagram of the control system is established. The mathematical model of the friction winch and the analysis of each link in the constant tension control system are carried out. The conventional PID control scheme and the fuzzy PID control scheme for the initial cable tension of the friction winch are proposed. The fuzzy controller is designed in detail. Chapter 6th is the content of the experiment simulation in this paper. The initial constant tension transfer function of the friction winch is established by using MATLAB software. PID control scheme and fuzzy PID control scheme are used to simulate different loads. At the same time, given a fluctuating tension, the following characteristics of initial cable tension of friction winch under two control schemes are investigated. The influence of simulated disturbance on PID control system and fuzzy PID control system.
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH87

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本文編號：1572057