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MTS多点协调加载试验系统改造与验证

作　者: 李春杰
导　师: 盛珣华
学　校: 北京交通大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: MTS多点加载试验计算机辅助测试模糊PID双模控制
分类号: TP271.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 67次
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内容摘要

MTS多点加载试验系统可以组成电液伺服控制系统，能对试件进行多点协调加载，不仅可对过程加以控制，而且能很好地控制最后的结果，是过程的实时控制系统。由于电液伺服控制系统在航天、国防以及国民经济的各个部门有广泛的应用，铁道科学研究院于1993年引入美国MTS公司的多点加载试验系统。到目前为止，由于铁道科学研究院引入的MTS多点加载试验系统年限过长，出现系统老化、控制板损坏等原因，已满足不了新试验的需求。考虑到重新引进一套新系统需要耗费大量资金，同时为了发展我国多点加载试验系统技术，为此，本文对MTS多点加载试验系统进行分析并在此基础上对其计算机辅助测试系统进行研究。利用本系统除了可以组成电液位置伺服控制系统、电液速度伺服控制系统以及电液力伺服控制系统，还可以对相关的控制技术进行开发和研究。本文提出了MTS多点加载试验系统改造方案，并对整个系统的主要软、硬件的设计方法、思想和应用等情况作了详细的分析和介绍。系统在Windows平台下进行开发，采用Delphi语言编写计算机辅助测试程序，具有界面友好，易于开发等优点。通过以太网，基于TCP／IP协议进行网络编程，将参数下发给协调级(PC-104)或将数据返回给PC机。此外，利用本系统组成了电液位置伺服控制系统，并对电液位置伺服控制系统的控制特性作了较深入的研究。控制方法中着重讨论了用数字PID控制和模糊PID双模控制等不同的控制方法对电液位置伺服控制系统控制品质的改善，并对测试结果进行分析和比较。结果表明，本文设计的改造方案及模糊PID双模控制对改善电液位置伺服控制系统的跟踪特性有良好的效果。本文研究的多点加载试验系统及其计算机辅助测试系统可用于液压测控教学实验，具有直观的指导意义；电液位置伺服控制系统的研究对生产实践和改善电液伺服系统性能具有较强的指导作用。

全文目录

中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 绪论  12-20
  1.1 多点加载试验系统概况  12
  1.2 MTS多点加载试验系统介绍  12-14
    1.2.1 加载架4台  12-13
    1.2.2 作动器15个  13
    1.2.3 液压站2台  13
    1.2.4 测量控制系统2套  13-14
  1.3 改造方案  14-18
    1.3.1 改造内容如下  14
    1.3.2 改造后主要技术指标  14-18
  1.4 改造完成后该系统主要用途  18
  1.5 本文从事的主要工作  18-19
  1.6 本章小结  19-20
2 多点加载试验系统总体设计  20-24
  2.1 多点加载试验系统总体结构  20-21
  2.2 多点加载试验系统硬件总体设计  21-22
  2.3 多点加载试验系统软件总体设计  22-23
  2.4 本章小结  23-24
3 多点加载试验系统软件设计  24-34
  3.1 开发平台及测试软件的选择  24
  3.2 设计界面操作和功能的介绍  24-27
  3.3 进程间的通信  27-30
    3.3.1 进程间通信概述  27-28
    3.3.2 DDE原理  28-29
    3.3.3 利用DDE创建程序  29-30
  3.4 多线程技术和应用  30-33
    3.4.1 多线程技术概述  30-31
    3.4.2 双线程的应用与建立  31-33
  3.5 本章小结  33-34
4 TCP/IP协议网络编程  34-48
  4.1 网络编程协议选择  34-35
  4.2 网络编程概述  35
  4.3 网络编程模型  35-37
    4.3.1 OSI七层模型  35-36
    4.3.2 一种简化的网络模型  36-37
  4.4 网络协议  37
  4.5 Windows Sockets API  37-44
  4.6 通信协议的定义实现  44-47
  4.7 本章小结  47-48
5 多点加载试验系统硬件设计  48-52
  5.1 硬件总体结构概述  48
  5.2 系统各模块功能及构成  48-49
    5.2.1 协调控制级  48
    5.2.2 实时控制级  48-49
    5.2.3 通道机、伺服控制器  49
    5.2.4 反馈调节器  49
    5.2.5 阀驱动模块  49
  5.3 伺服控制模块硬件设计  49-51
  5.4 本章小结  51-52
6 模糊PID双模控制方法研究  52-61
  6.1 PID控制概况  52-54
    6.1.1 数字PID控制算法  52-54
    6.1.2 对数字PID控制的分析  54
  6.2 模糊控制的基本原理  54-55
  6.3 模糊PID控制原理  55-58
    6.3.1 模糊增益自调整PID控制  55-56
    6.3.2 模糊PID线性复合控制  56-57
    6.3.3 模糊PID双模控制  57-58
  6.4 模糊PID双模控制器设计  58-59
  6.5 模糊PID双模控制试验结果和分析  59-60
  6.6 本章小结  60-61
7 验证试验  61-70
  7.1 系统分档标定的验证  61-62
    7.1.1 验证方法  61
    7.1.2 试验数据  61-62
    7.1.3 试验结论  62
  7.2 作动器负载特性曲线验证(空载)  62-65
    7.2.1 原MTS系统伺服作动器参数(理论值)  62-63
    7.2.2 试验数据  63-65
    7.2.3 试验结论  65
  7.3 载荷位移控制方式切换的验证  65-67
  7.4 各种波形的验证  67-69
  7.5 本章小结  69-70
8 结论  70-71
参考文献  71-73
作者简历  73-75
学位论文数据集  75

MTS多点协调加载试验系统改造与验证

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