液压缸综合性能测试台测控系统的研究与设计

发布时间：2017-04-15 22:10

  本文关键词：液压缸综合性能测试台测控系统的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压缸综合性能测试台是检测液压缸产品综合性能的主要设备。随着制造工业与液压行业的不断发展,对液压缸产品性能的要求越来越高,对液压缸综合性能测试台的自动化需求也越来越强烈。液压缸综合性能测试台可以实现液压缸产品性能测试的自动化、智能化,提高测试精度与产品质量。为满足企业对液压缸产品测试的可靠性与自动化需求,本文对全自动液压缸综合性能测试台的测控系统进行了研究与设计。液压缸综合性能测试台测控系统包括液压控制系统、电气控制系统与数据采集系统。本文首先分析了液压缸综合性能测试台的组织结构与工作原理,给出了液压缸综合性能测试台的总体设计方案；基于PLC与触摸屏的测试台液压缸运动控制系统实现了测试台的自动化控制,同时,基于PCI采集卡与LabVIEW的数据采集系统实现了测试台液压缸运行位移、压力、温度等参数的高速数据采集；此外,为解决测试台被动式加载产生的多余力与动态响应慢等问题,建立了液压缸测试台控制系统的数学模型,利用MATLAB仿真软件对测试台控制系统进行优化,并采用基于结构不变性原理的前馈补偿器对多余力进行消除。最后,设计了控制系统与数据采集系统的软件与控制面板,并对控制系统与数据采集系统进行了现场模拟测试,测试结果表明系统设计合理。研究设计的液压缸综合性能测试台测控系统,实现了液压缸产品性能测试的自动化,提高了液压缸产品的质量。
【关键词】：液压缸测试台 电液比例控制 动态特性 数据采集 虚拟仪器
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 相关领域的国内外研究发展现状9-13
• 1.2.1 国外研究发展现状9-10
• 1.2.2 国内研究发展现状10-13
• 1.3 课题来源和研究内容13-14
• 1.4 论文的组织结构14-15
• 2 液压缸测试台总体方案设计15-23
• 2.1 系统需求分析15-17
• 2.1.1 评价液压缸产品性能的主要因素15
• 2.1.2 性能需求15-16
• 2.1.3 功能需求16-17
• 2.1.4 信息需求17
• 2.1.5 经济指标17
• 2.2 液压缸测试台的结构组成17-18
• 2.3 液压缸测试台工作原理18-19
• 2.4 测控系统的总体方案设计19-22
• 2.4.1 系统总体结构设计19-20
• 2.4.2 控制系统方案设计20-21
• 2.4.3 数据采集系统方案设计21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 液压缸测试台控制系统设计23-37
• 3.1 液压控制系统设计23-27
• 3.1.1 液压系统基本设计思路23-24
• 3.1.2 液压控制系统原理24-25
• 3.1.3 液压系统关键部件选型25-26
• 3.1.4 电液比例控制系统设计26-27
• 3.2 电气控制系统硬件设计27-31
• 3.2.1 硬件系统供电电路设计27-29
• 3.2.2 弱电控制系统29-31
• 3.3 试验过程控制软件设计31-35
• 3.3.1 总体程序设计31-35
• 3.4 测控系统抗干扰处理35-36
• 3.4.1 电磁干扰信号的产生35-36
• 3.4.2 控制系统硬件的抗干扰措施36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 液压缸测试台控制特性分析37-50
• 4.1 液压缸测试台电液比例控制系统建模37-41
• 4.1.1 加载系统数学模型的建立38-39
• 4.1.2 加载系统动力学元件传递函数简化39-40
• 4.1.3 加载系统其他元件数学模型40
• 4.1.4 加载系统传递函数40-41
• 4.2 液压缸测试台位置系统数学模型的建立41-43
• 4.2.1 位置系统数学模型41-42
• 4.2.3 位置系统传递函数的简化42-43
• 4.3 液压缸测试台加载系统与位置系统联合模型建立43-44
• 4.4 液压缸测试台联合控制系统动态特性仿真分析44-49
• 4.4.1 液压缸试验台主要参数选择44
• 4.4.2 液压缸测试台加载系统仿真分析44-45
• 4.4.3 液压缸测试台加载系统性能调节45-47
• 4.4.4 液压缸测试台加载系统模糊PID控制策略47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 液压缸测试台计算机数据采集系统设计50-64
• 5.1 虚拟仪器概述50-51
• 5.1.1 虚拟仪器的构成50
• 5.1.2 虚拟仪器的特点50-51
• 5.1.3 虚拟仪器软件开发平台51
• 5.2 数据采集系统硬件结构51-54
• 5.2.1 数据采集系统硬件组成51-52
• 5.2.2 PCI总线数据采集技术52-53
• 5.2.3 PCI数据采集卡的选择53
• 5.2.4 传感器的选型53-54
• 5.3 数据采集系统软件设计54-63
• 5.3.1 数据采集系统各模块软件设计55-60
• 5.3.2 数据采集系统软件界面设计60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 系统调试和运行评价64-72
• 6.1 关键模块功能测试64-66
• 6.1.1 主控PLC程序仿真测试64-65
• 6.1.2 MCGS触摸屏功能测试65
• 6.1.3 拉压力传感器性能测试65-66
• 6.2 现场调试66-71
• 6.2.1 位置系统被试缸位移测试66-67
• 6.2.2 加载系统加载力测试67-68
• 6.2.3 液压缸测试台被试缸数据采集测试68-70
• 6.2.4 整机调试70-71
• 6.3 本章小结71-72
• 7 总结和展望72-74
• 7.1 总结72-73
• 7.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 附录80

【参考文献】

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1 黄琳;基于虚拟仪器的液压试验台CAT系统设计[D];浙江大学;2006年

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