CFETR遥操作维护系统水压驱动PID控制技术的研究

发布时间：2020-06-20 08:39

【摘要】：CFETR (China Fusion Engineering Testing Reactor)是一种低温超导托卡马克核聚变装置,在其运行期间,包层直接嘶向等离子体聚变物质,由于真空室内部具有超高温,强磁场,高能中子辐射等极端恶劣的环境条件,包层的寿命及性能会受到强烈的影响,因此在停机之后需要利用遥操作的方式对包层进行现场维护。本论文：CFETR遥操作维护系统水压驱动PID控制技术的研究,其意义在于从包层维护的主机械手功能要求及机械结构特性出发,对其振动特性、结构强度等方面进行了数值仿真分析。另一方面,对水压系统不同的PTD控制策略进行了分析与实验验证,为后续的包层维护优化设计提供了设计经验和有效的理论参考。本文重点的研究内容如下：根据液压缸和伺服阀的工作原理,建立阀控液压缸控制系统的数学模型,基于SimuLink对活寨杆的位移进行动态性能分析,并采用不同的控制策略对PTD控制器参数进行整定。首先基子Ziegler-Nichols方法对PID控制器进行校正,由于其采用的是线性定长组合控制,不适应系统中其他参数的变化,鲁棒性不好,活塞杆响应曲线的调整时间和超调量偏大,不能达到理想的控制效果。将PID控制器与模糊自整定相结合,根据系统的变化特征完成对参数在线修整,能够抑制干扰以及噪声,控制效果基本上要优于Ziegler-Nichols整定,但模糊控制系统子学习能力较差,对模糊逻辑的发定比较费时。结合上述控制策略的优缺点,提出将粒子群优化算法与PID控制相结合,相比较于Zicgler-Nichols方法及模糊自整定控制,粒于群优化算法不仪具有控制精度高特点,又存在较快的收敛速度,使阀控液压缸达到了更好的控制效果。在论文的最后,通过水压试验平台验证了仿真结果的准确性。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL631.24
【图文】：

运行模拟,主机

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运行模拟,主机,模块体,主机结构

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