本文關(guān)鍵詞：基于模糊PID控制的制動器試驗臺恒扭制動控制系統(tǒng)的設計

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【摘要】：恒扭制動試驗是制動器試驗臺一項重要的試驗要求。本文以汽車生產(chǎn)工業(yè)中常用到汽車慣性式制動器試驗臺恒扭制動試驗為背景,以恒扭制動控制系統(tǒng)為研究對象,分析了其控制特性以及關(guān)鍵執(zhí)行部件,論述了制動器試驗臺恒扭制動控制系統(tǒng)的設計方案。恒扭制動試驗對工業(yè)控制計算機的操作系統(tǒng)實時性要求較高,Windows XP操作系統(tǒng)的實時性無法滿足試驗要求。本文通過在Windows XP操作系統(tǒng)中加裝RTX插件的設計方案,增強Windows XP操作系統(tǒng)的實時性,利用RTX的中斷管理機制直接訪問I/O硬件端口,通過設置共享內(nèi)存,實現(xiàn)RTX實時進程與Win32非實時進程的通訊。從而實現(xiàn)工業(yè)控制計算機操作系統(tǒng)的實時性。恒扭制動控制采用工業(yè)控制中應用廣泛的PID控制器,但常規(guī)PID控制器的控制參數(shù)整定繁瑣。在制動過程中,由于制動工況的變化,會造成被試制動器的參數(shù)發(fā)生攝動。為改善PID控制器控制參數(shù)的適應性,實現(xiàn)PID控制參數(shù)的自適應,本文提出了采用模糊PID控制的方式。首先,本文對恒扭制動控制系統(tǒng)的被控對象進行了機理分析,確立了相應制動工況下被控對象的傳遞函數(shù)數(shù)學模型,采用最小二乘系統(tǒng)參數(shù)辨識法,運用MATLAB的系統(tǒng)辨識工具箱對被控對象的數(shù)學模型進行了離線參數(shù)辨識。然后對所得模型進行了校驗,驗證模型的可用性。最后,設計了恒扭制動模糊PID控制器,并設計恒扭制動的常規(guī)PID控制與模糊PID控制的對比仿真實驗,檢驗模糊PID控制在恒扭制動控制中的可用性。實驗結(jié)果表明,本文中的模糊PID控制器能夠?qū)崿F(xiàn)PID控制參數(shù)的自適應,對制動工況變化帶來的制動器參數(shù)攝動有較好的控制效果,提高了系統(tǒng)響應的快速性,增強了魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：恒扭制動 自適應 RTX實時性 系統(tǒng)辨識 模糊PID控制
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.523;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 汽車制動器試驗臺發(fā)展概述及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 汽車制動器試驗臺發(fā)展概述9-10
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 課題研究內(nèi)容11-12
• 2 基于實時操作系統(tǒng)的恒扭制動控制系統(tǒng)的設計12-24
• 2.1 汽車慣性式制動器試驗臺恒扭制動控制系統(tǒng)的設計12-13
• 2.2 基于Windows XP+RTX的實時操作系統(tǒng)13-16
• 2.2.1 實時操作系統(tǒng)原理概述及分類14
• 2.2.2 Windows XP+RTX實時操作系統(tǒng)14-15
• 2.2.3 RTX實時性原理分析15
• 2.2.4 Windows+RTX實時操作系統(tǒng)通訊時間測試15-16
• 2.3 基于實時操作系統(tǒng)的應用開發(fā)16-21
• 2.4 本章小結(jié)21-24
• 3 恒扭制動控制系統(tǒng)的建模與辨識24-40
• 3.1 恒扭制動被控對象的模型建立24-26
• 3.2 恒扭制動現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的采集和標示26-27
• 3.3 恒扭制動被控對象的參數(shù)辨識27-33
• 3.3.1 恒扭制動被控對象的參數(shù)辨識方法27-30
• 3.3.2 恒扭制動被控對象的參數(shù)辨識30-33
• 3.4 恒扭制動被控對象的模型校驗33-38
• 3.4.1 恒扭制動被控對象的模型校驗方法33-34
• 3.4.2 恒扭制動被控對象的模型校驗34-38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 4 基于恒扭制動的模糊PID控制器設計40-54
• 4.1 恒扭制動PID控制器及控制參數(shù)整定40-43
• 4.1.1 恒扭制動PID控制器40-41
• 4.1.2 PID控制參數(shù)整定41-43
• 4.2 模糊PID控制43-48
• 4.2.1 恒扭制動控制中常規(guī)PID控制的不足43
• 4.2.2 模糊控制43-44
• 4.2.3 模糊控制器的設計的方法44-46
• 4.2.4 模糊控制與PID控制相結(jié)合的主要形式46-48
• 4.3 恒扭制動模糊PID控制器48-50
• 4.4 基于MATLAB的模糊控制器實現(xiàn)50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 5 基于模糊PID的恒扭制動控制系統(tǒng)的仿真實驗54-72
• 5.1 PID控制下制動器試驗臺的試驗分析54-57
• 5.1.1 常規(guī)PID控制下恒扭制動控制系統(tǒng)仿真原理圖搭建54-55
• 5.1.2 恒扭制動控制系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)初值整定55-57
• 5.2 恒扭制動模糊控制器在仿真環(huán)境下的參數(shù)設定57-60
• 5.2.1 模糊控制器的量化因子57-59
• 5.2.2 模糊控制器的比例因子59-60
• 5.3 恒扭制動模糊PID控制系統(tǒng)仿真實驗流程60-61
• 5.4 模糊PID控制系統(tǒng)仿真實驗61-69
• 5.4.1 0130004064制動工況模糊PID仿真實驗61-63
• 5.4.2 0170006075制動工況下模糊PID仿真實驗63-64
• 5.4.3 01700080150制動工況下模糊PID仿真實驗64-65
• 5.4.4 模糊PID控制與常規(guī)PID控制仿真實驗數(shù)據(jù)對比說明65-69
• 5.5 本章小結(jié)69-72
• 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 作者在讀研期間的研究成果80

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本文編號：610798