本文關(guān)鍵詞：立式成纜機(jī)恒張力控制系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,海洋油氣勘測、開發(fā)成為世界高新技術(shù)競爭的熱點。臍帶纜被稱作“水下生產(chǎn)系統(tǒng)的神經(jīng)血脈”,是海洋油氣開發(fā)不可或缺的重要裝備之一。立式成纜機(jī)是用于臍帶纜多單元多層次成纜工藝的關(guān)鍵設(shè)備,成纜過程中的張力控制是關(guān)鍵,張力的控制精度和穩(wěn)定性直接影響臍帶纜的成纜質(zhì)量。本論文以立式成纜機(jī)恒張力控制系統(tǒng)為研究對象,設(shè)計了以單片機(jī)為控制器、直流電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)、張力傳感器為檢測機(jī)構(gòu)的閉環(huán)恒張力控制系統(tǒng)。首先,介紹了立式成纜機(jī)恒張力控制的基本原理,建立張力控制動力學(xué)模型,分析影響張力控制的主要因素。其次,建立系統(tǒng)的控制模型,根據(jù)電樞電壓平衡和力矩平衡原理得到微分方程,繼而得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)方程和狀態(tài)空間方程,在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下,完成基于傳遞函數(shù)方程的雙閉環(huán)PID控制仿真和基于狀態(tài)空間方程的帶有全維狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋控制仿真。最后,在實驗室條件下,設(shè)計卷繞線纜恒張力控制系統(tǒng),設(shè)計控制器硬件電路模塊,并系統(tǒng)軟件設(shè)計。在實驗平臺上用軟硬不同的線材進(jìn)行實驗,通過實驗數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的恒張力控制效果。結(jié)果表明,系統(tǒng)控制運(yùn)行可靠、控制算法可行、有較好的控制精度及穩(wěn)定性,可以為立式成纜機(jī)恒張力控制系統(tǒng)的改造提供理論和實驗支撐。
【關(guān)鍵詞】：立式成纜機(jī) 恒張力控制系統(tǒng) PID控制 狀態(tài)反饋控制 Matlab仿真
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE95;TP273
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 臍帶纜工藝及設(shè)備的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 臍帶纜的發(fā)展歷程10
• 1.2.2 國外臍帶纜工藝及設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.3 國內(nèi)臍帶纜工藝及設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 張力控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 張力控制器的發(fā)展?fàn)顩r16-17
• 1.3.2 張力控制策略的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文的主要工作19-21
• 1.4.1 論文的研究目的19
• 1.4.2 論文的主要工作19-21
• 第二章 張力控制技術(shù)基礎(chǔ)21-29
• 2.1 張力控制的主要方式21-22
• 2.2 PID及狀態(tài)反饋張力控制原理簡介22-24
• 2.2.1 PID控制原理22-23
• 2.2.2 狀態(tài)反饋控制原理23-24
• 2.3 張力控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)24-26
• 2.3.1 磁粉式張力控制系統(tǒng)24-25
• 2.3.2 電機(jī)張力控制系統(tǒng)25-26
• 2.4 張力控制系統(tǒng)檢測機(jī)構(gòu)26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 控制系統(tǒng)建模及仿真29-46
• 3.1 控制系統(tǒng)動力學(xué)模型29-31
• 3.2 張力控制系統(tǒng)建模31-37
• 3.2.1 系統(tǒng)微分方程32-33
• 3.2.2 傳遞函數(shù)及根軌跡分析33-36
• 3.2.3 狀態(tài)空間方程及能控能觀性分析36-37
• 3.3 張力控制系統(tǒng)仿真37-45
• 3.3.1 基于傳遞函數(shù)方程的PID控制仿真37-40
• 3.3.2 基于狀態(tài)空間方程的帶全維狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋控制仿真40-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 張力控制系統(tǒng)設(shè)計46-54
• 4.1 總體框架設(shè)計46
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計46-51
• 4.2.1 控制芯片選型46-47
• 4.2.2 張力信號輸入模塊47-48
• 4.2.3 張力信號顯示模塊48-49
• 4.2.4 控制信號輸出模塊49-51
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 系統(tǒng)測試及實驗54-59
• 5.1 系統(tǒng)搭建及測試54-55
• 5.2 實驗結(jié)果分析55-58
• 5.2.1 實驗數(shù)據(jù)56
• 5.2.2 結(jié)果分析56-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：508770