本文關(guān)鍵詞：基于模糊控制的參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)研究

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【摘要】：參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置以其工作效率高、初始造價(jià)低和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)際上受到廣泛關(guān)注,然而對(duì)參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置扭矩加載控制和數(shù)據(jù)處理的方法沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本文針對(duì)5kNm臥式參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置扭矩加載系統(tǒng),研究其建模與控制問(wèn)題,通過(guò)改善裝置扭矩加載的性能,使參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度指標(biāo)達(dá)到靜重式標(biāo)準(zhǔn)。首先,本文分析參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置控制系統(tǒng)的工作原理,給出永磁同步電機(jī)及矢量控制單元、機(jī)械傳動(dòng)裝置單元、扭矩傳感器單元的機(jī)理模型。其次,本文針對(duì)控制系統(tǒng)機(jī)理模型的特點(diǎn),分析了常用先進(jìn)控制策略,提出了一種基于模糊控制的PID優(yōu)化控制方案,詳細(xì)闡述了控制器設(shè)計(jì)的過(guò)程。根據(jù)裝置扭矩加載實(shí)際工況進(jìn)行了控制系統(tǒng)仿真,結(jié)果顯示基于模糊控制的PID優(yōu)化控制方案取得了良好的控制性能。再次,本文基于PXI平臺(tái)的硬件系統(tǒng)和Lab View平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了提出的控制方法,將基于模糊控制的PID優(yōu)化方案應(yīng)用于5kNm臥式參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置,完成了系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。最后,本文通過(guò)傳感器性能試驗(yàn)(靜重式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置)和扭矩步進(jìn)加載試驗(yàn)(5kNm參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置),進(jìn)行了裝置不確定度評(píng)估,驗(yàn)證了優(yōu)化控制方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置 模糊PID控制 仿真 PXI測(cè)控平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH823.4;TP273.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.3 課題研究主要內(nèi)容及工作方案13-15
• 第2章 參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置控制系統(tǒng)建模及分析15-31
• 2.1 參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)及加載控制系統(tǒng)組成15-16
• 2.1.1 參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.2 參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置加載控制系統(tǒng)組成16
• 2.2 永磁同步電機(jī)及矢量控制系統(tǒng)16-24
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理17
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型17-23
• 2.2.3 正弦波永磁同步電機(jī)的矢量控制23-24
• 2.3 機(jī)械傳動(dòng)裝置機(jī)理建模24-26
• 2.4 扭矩傳感器機(jī)理建模26-30
• 2.4.1 扭矩傳感器靜力特性26-29
• 2.4.2 扭矩傳感器動(dòng)態(tài)特性29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 控制器設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)仿真31-63
• 3.1 扭矩加載伺服控制系統(tǒng)控制方法研究31-34
• 3.1.1 先進(jìn)控制方法32-33
• 3.1.2 控制方法分析33-34
• 3.2 扭矩環(huán)控制器設(shè)計(jì)34-44
• 3.2.1 模糊控制原理34-38
• 3.2.2 PID控制基本原理38-39
• 3.2.3 模糊PID控制器及其設(shè)計(jì)39-44
• 3.3 控制系統(tǒng)仿真44-61
• 3.3.1 永磁同步伺服電機(jī)及矢量控制系統(tǒng)仿真45-51
• 3.3.2 機(jī)械傳動(dòng)及扭矩傳感器模塊51-52
• 3.3.3 模糊PID控制器模塊52-56
• 3.3.4 系統(tǒng)仿真及結(jié)果分析56-61
• 3.4 本章小結(jié)61-63
• 第4章 參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)63-77
• 4.1 扭矩加載系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)63-66
• 4.1.1 PXI平臺(tái)概述63-64
• 4.1.2 控制系統(tǒng)硬件配置64-66
• 4.2 扭矩加載系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)66-75
• 4.2.1 Lab View平臺(tái)概述66
• 4.2.2 軟件設(shè)計(jì)功能指標(biāo)66-67
• 4.2.3 軟件設(shè)計(jì)模式及架構(gòu)67-68
• 4.2.4 軟件功能模塊設(shè)計(jì)68-75
• 4.3 本章小結(jié)75-77
• 第5章 5KNM臥式參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置試驗(yàn)及分析77-93
• 5.1 扭矩傳感器特性試驗(yàn)77-82
• 5.1.1 試驗(yàn)設(shè)備77-78
• 5.1.2 傳感器特性試驗(yàn)78-82
• 5.1.3 試驗(yàn)結(jié)論82
• 5.2 扭矩步進(jìn)加載試驗(yàn)82-86
• 5.2.1 預(yù)加載試驗(yàn)83-84
• 5.2.2 扭矩傳感器完整校準(zhǔn)流程試驗(yàn)84-86
• 5.2.3 加載穩(wěn)定度試驗(yàn)86
• 5.3 裝置不確定度評(píng)估86-90
• 5.3.1 參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度來(lái)源86-87
• 5.3.2 5kNm臥式參考式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度評(píng)估87-90
• 5.4 試驗(yàn)研究結(jié)論90-93
• 第6章 結(jié)論及展望93-95
• 6.1 本文工作總結(jié)93
• 6.2 后續(xù)工作展望93-95
• 致謝95-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文101

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本文編號(hào)：734910