本文關鍵詞：基于模糊PID的削坡開槽機的自適應切削設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：南水北調工程是關系國計民生的重大戰(zhàn)略性投資項目,項目實施進程中輸水渠道的開挖是工程的首要任務。工程在進行襯砌施工之前需要對渠坡進行精削坡,結構層中排水系統(tǒng)的安裝還需要開挖溝槽,按照南水北調的技術要求,混凝土襯砌的土質坡面平整度應不大于20mm/2m。施工中渠道邊坡表面平整度不易控制且技術要求較為嚴格,再加上工程中水泥改性土的加工處理對刀具的轉速影響較大等問題,對大跨度削坡開槽機關鍵技術的研究與探索顯得尤為重要。文中在切削刀架機械結構的基礎上研究設計了一種切削刀頭自適應控制系統(tǒng),該設計可以使刀具自動調整切削速度,確保在復雜工作情況下始終勻速切削,適應了坡面局部土體硬度實際變化,減少了因坡面局部土體擾動和剝落影響坡面,溝槽成型后平整順直,進一步提高作業(yè)效率。該閉環(huán)自適應切削控制系統(tǒng)采用單片機為核心控制器件,運用智能模糊PID控制算法,在測速裝置的基礎上,還包括變頻裝置、動力裝置、減速器、切削刀頭等,完成了基于霍爾傳感器的變頻電機轉速測量系統(tǒng)的硬件電路設計。轉速控制是一個復雜多變的控制過程,為適應復雜系統(tǒng)的控制要求,本設計采用傳統(tǒng)PID控制和模糊控制相結合的混合智能算法,在simulink模塊建立控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,利用MATLAB仿真軟件對控制系統(tǒng)進行了控制效果的動態(tài)分析,仿真結果表明:混合智能模糊PID算法與常規(guī)PID算法相比,確實具有較強的魯棒性,并且控制動態(tài)性能良好。
【關鍵詞】：削坡開槽 切削刀具 硬件選型 智能控制算法
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV672;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 選題背景9-11
• 1.1.1 模糊控制產生的背景與意義9-10
• 1.1.2 切削系統(tǒng)研究的意義10-11
• 1.2 國內外研究背景11-16
• 1.2.1 國內研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本課題的主要研究內容16-17
• 2 削坡機系統(tǒng)機械結構17-23
• 2.1 桁架17-18
• 2.2 切削系統(tǒng)18-21
• 2.2.1 削坡刀架機構18-19
• 2.2.2 削坡行走機構19-20
• 2.2.3 切削裝置20-21
• 2.3 大車行走機構21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 3 切削控制系統(tǒng)工作分析23-27
• 3.1 切削控制系統(tǒng)類型及特點23-25
• 3.2 控制系統(tǒng)控制原理和控制策略25-26
• 3.2.1 切削系統(tǒng)控制原理25
• 3.2.2 切削系統(tǒng)控制策略25-26
• 3.3 本章小結26-27
• 4 削坡機切削控制系統(tǒng)結構分析27-45
• 4.1 控制器分析27-33
• 4.1.1 單片機最小系統(tǒng)28-30
• 4.1.2 中斷系統(tǒng)30-31
• 4.1.3 數(shù)模轉換電路31-33
• 4.2 傳感裝置分析33-36
• 4.2.1 霍爾效應34
• 4.2.2 霍爾傳感器結構和工作原理34-35
• 4.2.3 霍爾測速模塊35-36
• 4.3 變頻裝置分析與設計36-38
• 4.4 動力裝置分析38-43
• 4.4.1 直流電動機38-43
• 4.4.2 減速器及其傳動比43
• 4.5 本章小結43-45
• 5 控制算法的研究45-63
• 5.1 PID控制算法45-49
• 5.1.1 PID控制器的特點45-46
• 5.1.2 模擬PID調節(jié)器46-47
• 5.1.3 數(shù)字PID調節(jié)器47-49
• 5.2 模糊控制算法49-50
• 5.3 模糊PID控制算法50-58
• 5.3.1 模糊PID控制器的發(fā)展51
• 5.3.2 模糊PID控制器的結構51-52
• 5.3.3 模糊控制器的設計52-58
• 5.4 系統(tǒng)建模與仿真58-63
• 5.4.1 硬件電路原理圖58-59
• 5.4.2 系統(tǒng)數(shù)學模型59-62
• 5.4.3 PID和模糊PID算法的仿真62
• 5.4.4 本章小結62-63
• 6 總結與展望63-65
• 6.1 總結63
• 6.2 展望63-65
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及科研項目65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-72

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 歐陽名三,余世杰,鄭詩程,蘇建徽;戶用光伏電源模糊自適應PID控制的研究[J];電力電子技術;2003年02期

2 白瑞祥,陳曉艷,費春國;模糊自適應PID控制及控件實現(xiàn)[J];儀器儀表學報;2003年S2期

3 陳曉沖,王萬平;常規(guī)PID控制和模糊自適應PID控制仿真研究[J];機床與液壓;2004年12期

4 董紅生;模糊自適應PID控制器的設計[J];儀器儀表用戶;2005年03期

5 蔣紅武;麥云飛;;模糊自適應PID控制在電液伺服萬能試驗機中的應用[J];機械制造;2007年10期

6 殷云華;樊水康;陳閩鄂;;自適應模糊PID控制器的設計和仿真[J];火力與指揮控制;2008年07期

7 易杰;;模糊自適應PID控制器的設計及應用研究[J];制造業(yè)自動化;2009年09期

8 任毅;朱笑聰;趙克;孫力;;模糊自適應PID控制方法分析及仿真研究[J];伺服控制;2011年01期

9 張安明;;模糊自適應PID在船舶汽柴機組并聯(lián)電站中的應用研究[J];上海船舶運輸科學研究所學報;2012年01期

10 郭磊;陳文會;劉小民;;模糊自適應PID在汽車底盤測功機中的仿真研究[J];電子設計工程;2013年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王曉楓;;模糊自適應PID電液位置伺服系統(tǒng)研究[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2009年會論文集[C];2009年

2 白瑞祥;陳曉艷;費春國;;模糊自適應PID控制及控件實現(xiàn)[A];首屆信息獲取與處理學術會議論文集[C];2003年

3 王貴成;汪勇;張占勝;常靜;徐心和;;自適應模糊PID控制器的設計[A];2008中國儀器儀表與測控技術進展大會論文集（Ⅰ）[C];2008年

4 張勝利;安連祥;;一種模糊自適應PID控制器的仿真研究[A];'2002系統(tǒng)仿真技術及其應用學術論文集（第四卷）[C];2002年

5 鄭時;鄭文;金霞;;基于模糊自適應神經推理的區(qū)域經濟瓶頸診斷系統(tǒng)[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術大會論文集（二）[C];2007年

6 黃銀萍;唐志勇;;工程機械電液比例閥控制系統(tǒng)模糊PID控制器研究[A];中國機械工程學會流體傳動與控制分會第六屆全國流體傳動與控制學術會議論文集[C];2010年

7 盧京潮;張家明;蔡華;;飛機橫側向通道模糊自適應調參控制律設計[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

8 胥良;郭松林;孫桂蘭;李忠勤;;基于預測模型的模糊自適應PID控制器在有源電力濾波器中的應用[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（二）[C];2008年

9 郭榮祥;沙峰;趙金鳳;;模糊自適應PID控制在換熱站自動控制中的研究[A];自動化技術與冶金流程節(jié)能減排——全國冶金自動化信息網(wǎng)2008年會論文集[C];2008年

10 楊學友;穆慧靈;陳坤紅;張屹;施婕;李鋒凱;;模糊PID算法控件的簡化實現(xiàn)[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2013年會論文集[C];2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜文吉;模糊控制系統(tǒng)中的若干關鍵問題研究[D];西安電子科技大學;1999年

2 趙國亮;欠驅動非線性系統(tǒng)的張量積模糊自適應控制[D];大連理工大學;2015年

3 繆志農;基于狀態(tài)空間方法的自適應模糊控制研究[D];西南交通大學;2006年

4 郝萬君;模糊建模與控制及其在電廠熱工自動控制中的應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

5 方煒;空天飛行器再入飛行的模糊自適應預測控制[D];南京航空航天大學;2008年

6 張松濤;模糊多模型船舶運動控制系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學;2006年

7 王志勇;基于模糊混沌的板形識別與控制技術的研究[D];燕山大學;2006年

8 韓京元;非線性板球系統(tǒng)的監(jiān)督分層智能自適應控制算法研究[D];吉林大學;2014年

9 吳學禮;兩類非線性過程的智能控制方法及其應用研究[D];華中科技大學;2005年

10 楊光友;混合粒子群優(yōu)化及其在嵌入式智能控制中的應用[D];武漢理工大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張恒;基于模糊PID的電熱前床控制系統(tǒng)研究與設計[D];昆明理工大學;2015年

2 羅一凡;基于模糊自適應的室內熱舒適度建模與控制[D];上海交通大學;2015年

3 王旭東;基于模糊自適應Kalman濾波的傳熱過程實時反演及應用[D];重慶大學;2015年

4 童煒山;熔融沉積快速成型出絲系統(tǒng)關鍵技術研究[D];東南大學;2015年

5 張振興;基于CAN總線的烤房溫濕度控制系統(tǒng)設計[D];河北工程大學;2016年

6 李喬娜;高溫燃氣隧道窯溫度建模與控制研究[D];東北大學;2014年

7 陳建祥;港口橋式起重機精確定位及防擺控制系統(tǒng)的研究[D];東北大學;2014年

8 孫小輝;基于模糊PI控制的壓力筒壓力控制系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[D];華中科技大學;2014年

9 肖金昌;基于模糊自適應PID控制的攤鋪機行走系統(tǒng)的研究[D];長安大學;2016年

10 申法帥;建筑智能氣環(huán)境評價與控制方法的研究[D];長安大學;2016年

  本文關鍵詞：基于模糊PID的削坡開槽機的自適應切削設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：386759