基于伺服电机的换向器控制系统的设计与研究

发布时间：2020-07-07 15:12

【摘要】：由于水流量标准装置检定准确性和可靠性的要求,人们对其不确定度的研究越来越重要。换向器是水流量标准装置的主要不确定度来源,换向器的改造和控制系统的创新近年来成为了研究的重点。对换向器控制系统的设计与研究对于提高换向器的准确度和不确定度水平具有重要意义。因此,本课题在熟悉了热水水流量标准装置的基础上建立了一套基于伺服电机的换向器控制系统,其目的为提高换向器的不确定度水平,解决其原有换向方式带来的换向不平稳、不准确的问题;通过对调整同步触发位置的方式进行研究,减少其以往的人工调整的方式带来的误差对整体水流量装置的影响。确定了本课题装置的控制系统设计的关键后,使用Solidworks进行了装置零件建模,并通过机械加工对装置整体进行了装配,完成了本控制系统的硬件设计。根据控制系统的软硬件的需求,完成了对各个部件的选型、搭建和装配。利用编程软件LabVIEW进行控制系统软件设计与编程,实现了对换向器的平稳控制和同步触发方式的创新,减少了人工操作带来的不确定度影响。利用换向器检定中的流量计检定法对本控制系统下的换向器进行了实验研究,通过对实验数据的分析和研究,验证了此控制系统的可行性和可靠性,达到了换向器换向过程中稳定和精确换向的要求。通过对其不确定度影响因素的分析和评估,得到本系统控制下的换向器不确定度为0.005%,大大提高了换向器的不确定度水平,验证了本控制系统的合理性。整套控制装置运行平稳,响应速度灵敏,换向精度高,对热水水流量装置的换向器研究有着重大意义。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH814
【图文】：

进电机；3-联轴器；4-驱动侧轴承；5-分水器；6-喷嘴；7-轴承；9-输出轴图 2 步进电机直接驱动换向器结构示意图Fig.2 Stepper motor direct drive diverter structure diagram

图 4 电机驱动线性轴承示意图Fig.4 Schematic diagram of a motor-driven linear bearing然国外对于换向器电动控制的研究较深入，但是大部分是针对冷水检定，且虽然达到的精度较高，但是无论是从工艺加工角度还是机械零件配件

图 5 换向器结构及工作原理示意图Fig.5 Diverter structure and working principle定方法中换向器检定是水流量标准装置检定中的一项重要待测流量计、连接管道、换向器、计时器以及称重系统等因

【参考文献】

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本文编号：2745274