【摘要】：因傳統(tǒng)不可再生能源的不斷消耗,尋找可替代的新能源的任務(wù)變得非常急迫,而聚變能是世界公認(rèn)的最理想的替代能源。國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)計(jì)劃是探索商用聚變能電站的國(guó)際性合作項(xiàng)目,其中聚變能電站因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與工作原理增加了電站的可維護(hù)性難度,遙操作系統(tǒng)是目前認(rèn)為能解決聚變能電站可維護(hù)性的最有效可行的方法,而ITER部件轉(zhuǎn)運(yùn)車系統(tǒng)是遙操作系統(tǒng)中的關(guān)鍵性部件,主要用于聚變堆和熱室之間的待維護(hù)部件的拆卸、安裝與轉(zhuǎn)運(yùn)。TECA (Transfer Equipment Cask)轉(zhuǎn)運(yùn)車系統(tǒng)是ITER計(jì)劃專項(xiàng)國(guó)內(nèi)研究項(xiàng)目之一,是針對(duì)ITER遙操作系統(tǒng)任務(wù)而設(shè)計(jì),用于解決ITER遙操作轉(zhuǎn)運(yùn)車系統(tǒng)的理論與工程性難題,驗(yàn)證ITER遙操作轉(zhuǎn)運(yùn)車系統(tǒng)的可行性。雙向密封門系統(tǒng)(BSD, Bi-directional seal door)是TECA轉(zhuǎn)運(yùn)車在Tokamak真空室內(nèi)部進(jìn)行操作的整個(gè)過(guò)程中,始終保證轉(zhuǎn)運(yùn)車與Tokamak真空室窗口的可靠密封的關(guān)鍵部件。設(shè)計(jì)雙向密封門系統(tǒng)的主要目的是為保證轉(zhuǎn)運(yùn)車系統(tǒng)在對(duì)Tokamak真空室內(nèi)進(jìn)行維護(hù)任務(wù)的過(guò)程中,不會(huì)泄漏真空室內(nèi)具有放射性、有毒等物質(zhì),因此雙向密封門開(kāi)合運(yùn)動(dòng)的可靠、穩(wěn)定、精確性問(wèn)題變得格外重要。 本文主要介紹了雙密封門系統(tǒng)的組成、功能與運(yùn)動(dòng)過(guò)程,并詳細(xì)介紹了雙向密封門控制系統(tǒng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與組成。基于雙向密封門的設(shè)計(jì)參數(shù),通過(guò)幾何抽象,建立了雙向密封門開(kāi)合過(guò)程的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,通過(guò)分析雙向密封門閥控非對(duì)稱液壓缸的動(dòng)力學(xué)模型,給出了雙向密封門系統(tǒng)的簡(jiǎn)易動(dòng)力學(xué)模型。 針對(duì)雙向液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜的控制問(wèn)題,采用經(jīng)典PID控制方法,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)試湊法整定出PI參數(shù),并基于雙向密封門運(yùn)動(dòng)學(xué),對(duì)雙向密封門的開(kāi)合進(jìn)行軌跡跟蹤控制,實(shí)驗(yàn)表明,在誤差允許的范圍之內(nèi),此方法可以滿足雙向密封門運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、精確控制要求。 針對(duì)雙向密封門開(kāi)合過(guò)程的速度不一致性,本文提出了基于壓力參數(shù)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄏ騿螚U活塞缸的不對(duì)稱性而引起的伸縮速度不一致性問(wèn)題。理論計(jì)算表明,此方法合理可行。 針對(duì)PID控制方法的動(dòng)態(tài)性能的缺陷,本文提出了基于狀態(tài)反饋的控制策略對(duì)雙向密封門系統(tǒng)進(jìn)行精確控制,理論推導(dǎo)表明,此方法可對(duì)雙向密封門系統(tǒng)的控制優(yōu)化提供理論思路。論文嘗試通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)雙向密封門系統(tǒng)的精確控制,為設(shè)計(jì)雙向密封門更高性能的控制系統(tǒng)提供多種思路。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TL64

【參考文獻(xiàn)】

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