发射场脐带塔回转平台液压比例阀控制器的设计与实现

发布时间：2017-06-02 18:11

  本文关键词：发射场脐带塔回转平台液压比例阀控制器的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：计算机技术在流体控制领域的广泛应用，使流体控制技术及其元件的数字化成为必然趋势，，液压阀数字化的研究及应用已逐渐成为当今流体传动与控制领域的重要研究内容。由于工作特性良好、抗污染能力优良以及价格低廉等优点，比例阀作为液压系统的关键元件，在工业控制领域得到了广泛的应用。现代工业控制智能化、集成化和高度自动化的发展趋势迫切要求比例阀具备数字化的控制方式。 本文结合航天发射场的实际，开发了一套基于PLC的发射场脐带塔回转平台液压比例阀控制器（以下简称脐带塔液压比例阀控制器），实现了对脐带塔液压比例阀的数字化比例控制功能。主要研究成果包括以下内容： 脐带塔液压比例阀控制器的控制算法研究。从一般PID控制器入手，研究讨论了PID控制器的数字PID积分分离和不完全微分两种离散控制算法，提出了一种适用在PLC内运行的PID参数模糊自整定控制算法。 脐带塔液压比例阀控制器总体方案设计。分析研究了一般电液比例控制器组成和特点，以“接口通用化，功能数字化，控制智能化”为总体目标，提出了基于PLC的脐带塔液压比例阀控制器的设计构想和总体方案。 脐带塔液压比例阀控制器硬件设计与实现。系统的硬件设计主要包括PLC、I/O接口、功率驱动电路、逻辑控制和信号处理电路以及系统电源电路等模块。这些功能模块保证了各种比例阀的硬件适配，实现了系统的通用化。 脐带塔液压比例阀控制器软件设计与实现。系统软件设计主要包括主程序设计和各功能模块的设计。主程序对系统运行进行管理和监控，同时对各功能模块进行协调管理。各个功能模块分别实现了外部信号的采集、高精度的数值计算、各种数值的标度转换、各种信号和数值的存储、与外界的通信和外部硬件电路的驱动等功能。 脐带塔液压比例阀控制器的调试试验与分析。在完成软硬件设计的基础上，进行了脐带塔液压比例阀控制器功能性调试试验和分析，准确考核了该控制器的基本功能性指标，验证了软硬件设计的正确性和合理性。同时，通过试验分析，发现了脐带塔液压比例阀控制器设计中存在的一些问题和需要完善的地方。
【关键词】：脐带塔回转平台 比例阀 控制器 可编程逻辑控制器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究的目的及意义9-10
• 1.1.1 研究目的9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 数字液压比例控制技术现状与发展趋势10-15
• 1.2.1 数字液压比例控制技术的形成与发展10-13
• 1.2.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.3 未来发展趋势15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第2章 脐带塔液压比例阀控制器控制算法17-26
• 2.1 液压比例控制系统的原理17-19
• 2.2 液压比例控制器控制算法19-22
• 2.2.1 经典 PID 控制算法19-20
• 2.2.2 PID 控制算法的改进20-22
• 2.3 参数模糊自整定 PID 算法22-25
• 2.3.1 控制算法基本原理22-25
• 2.3.2 修正系数的使用25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 脐带塔比例阀控制器总体方案设计26-36
• 3.1 脐带塔平台液压控制系统26-31
• 3.1.1 脐带塔平台液压控制系统组成27-28
• 3.1.2 脐带塔平台控制原理28-29
• 3.1.3 脐带塔液压比例阀及控制器性能29-31
• 3.2 基于 PLC 的脐带塔液压比例阀控制器技术指标设计31-32
• 3.2.1 总体设计目标31-32
• 3.2.2 基本技术指标32
• 3.3 基于 PLC 的脐带塔液压比例阀控制器总体设计32-35
• 3.3.1 总体方案设计32-33
• 3.3.2 控制部分设计要求33
• 3.3.3 功率驱动部分设计要求33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 脐带塔液压比例阀控制器硬件设计36-49
• 4.1 PLC 硬件电路设计36-39
• 4.1.1 基本设计思想36-37
• 4.1.2 PLC 硬件型号选择37
• 4.1.3 控制接口设计37-39
• 4.2 功率驱动电路设计39-42
• 4.2.1 脉冲宽度调制器40-41
• 4.2.2 反接卸荷式功率放大电路41
• 4.2.3 电流反馈检测电路41-42
• 4.2.4 比例阀电流监控电路42
• 4.3 电源设计42-43
• 4.4 通讯接口设计43
• 4.5 硬件抗干扰设计43-45
• 4.5.1 电气隔离设计43-44
• 4.5.2 电路板抗干扰设计44
• 4.5.3 A/D 转换电路的抗干扰设计44
• 4.5.4 其他抗干扰措施44-45
• 4.6 系统硬件实现与测试45-48
• 4.7 本章小结48-49
• 第5章 脐带塔液压比例阀控制器软件设计49-61
• 5.1 PLC 控制器主程序设计49
• 5.2 PLC 控制器各功能模块设计49-55
• 5.2.1 A/D 采样模块50-51
• 5.2.2 数据处理模块51-54
• 5.2.3 串口通信模块54-55
• 5.3 系统软件的抗干扰设计55-57
• 5.3.1 数字滤波抗干扰56
• 5.3.2 输出开关信号抗干扰56
• 5.3.3 程序失常抗干扰56-57
• 5.4 系统运行测试结果57-60
• 5.5 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 个人简历69

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