低速轴承跑合测试装置控制系统设计

发布时间：2017-06-25 08:05

  本文关键词：低速轴承跑合测试装置控制系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：低速轴承跑合测试装置是一套检测轴承技术指标的数字控制系统，对控制力矩陀螺使用轴承进行性能测试，在轴承装进机械内部结构之前对轴承进行跑合测试以满足工业需求。轴承跑合时承受的加载力和产生的摩擦力矩是检测轴承性能的重要参数，测试人员对轴承跑合结果进行研究从而检测跑合轴承性能。本课题主要研究低速轴承跑合测试装置控制系统。 本文首先介绍低速轴承跑合测试装置整体框架结构，，根据各个部分的性能要求和技术指标，确定了电子元器件型号选择。并以模块化思想对低速轴承跑合装置硬件结构进行设计，保证低速轴承跑合测试装置的稳定性和安全性。 在低速轴承跑合测试装置控制算法研究当中，通过仿真实验发现常规PID控制算法不能满足跑合装置实时性能与高精度性能的要求。低速轴承跑合测试装置对控制系统的稳定性、精密性、实时性有着高要求标准，因此选用PID+速度/加速度前馈的控制环算法。通过仿真分析与跑合实验结果证明该算法对提升系统稳定性，降低跟随误差有着良好的控制效果。 在低速轴承跑合测试装置软件部分中，介绍了基于PMAC运动控制卡设计的电机驱动模块和数据通信模块，并对软件的数据采集和数据处理原则进行论述。通过实际软件运行测试结果，证明上位机软件设计的合理性，满足低速轴承跑合测试装置功能需求。
【关键词】：轴承跑合 数控系统 PMAC PID调节 前馈控制算法
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TH133.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的意义10-11
• 1.2 数控技术概念及发展历程11-13
• 1.2.1 数控技术的概念11
• 1.2.2 数控技术的发展历程11-12
• 1.2.3 国外数控技术发展现状12-13
• 1.2.4 国内数控技术发展现状13
• 1.3 主要研究内容13-15
• 第2章 低速轴承跑合测试装置总体设计15-20
• 2.1 低速轴承跑合测试装置总体框架结构15-16
• 2.2 跑合装置整体设计要求16-17
• 2.2.1 跑合装置的性能指标16-17
• 2.2.2 跑合装置的技术指标17
• 2.3 跑合装置硬件选型17-19
• 2.3.1 跑合电机与调速器选型17-18
• 2.3.2 加载力电机与传感器选型18
• 2.3.3 摩擦力矩传感器选型18
• 2.3.4 真空系统选型18
• 2.3.5 元器件选择小结18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 低速轴承跑合测试装置硬件设计20-32
• 3.1 轴承安装模块20-21
• 3.2 轴承加载模块与跑合驱动模块21-25
• 3.2.1 轴承加载模块与跑合驱动模块原理21-23
• 3.2.2 跑合驱动模块23
• 3.2.3 轴承加载力模块23-25
• 3.2.4 磁流体密封设计25
• 3.3 加载力和摩擦力矩测量模块25-27
• 3.3.1 加载力测量模块25-26
• 3.3.2 摩擦力矩测量模块26-27
• 3.4 数据采集模块27-28
• 3.5 真空系统模块28-29
• 3.6 跑合装置安全性与可靠性设计29-31
• 3.6.1 跑合装置安全性设计29-30
• 3.6.2 跑合装置可靠性设计30-31
• 3.7 本章小结31-32
• 第4章 低速轴承跑合测试装置控制算法研究32-45
• 4.1 常规 PID 与前馈-反馈复合控制算法32-35
• 4.1.1 常规 PID 控制原理32-33
• 4.1.2 前馈-反馈复合控制原理33-35
• 4.2 PID-前馈控制环算法35-43
• 4.2.1 PID-前馈控制环算法原理35-37
• 4.2.2 PID-前馈控制环算法分析37
• 4.2.3 PMAC 中 PID 参数整定37-38
• 4.2.4 阶跃响应调节反馈增益38-41
• 4.2.5 正弦响应调节前馈增益41-43
• 4.3 跑合装置实际运行结果43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 低速轴承跑合测试装置软件设计45-55
• 5.1 软件界面设计45-47
• 5.2 软件程序模块化设计47-53
• 5.2.1 电机控制模块设计47-49
• 5.2.2 数据通信模块设计49-52
• 5.2.3 软件数据采集模块52
• 5.2.4 软件数据处理模块52-53
• 5.3 软件性能测试53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间发表的学术论文59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 沈承;黄光宏;曹世宏;李源;;PID控制系统的参数调节技巧[J];机械工程与自动化;2008年04期

2 吴玉厚,潘振宁,张珂,高玉山;PMAC控制器中PID调节的应用[J];沈阳建筑工程学院学报(自然科学版);2004年02期

3 高胜利;王光宏;屈盛官;;轴承钢的接触疲劳性能研究[J];机械工程与自动化;2014年03期

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本文编号：481346