【摘要】：針對(duì)靜載測(cè)試平臺(tái)承載能力大、安全性及自動(dòng)化程度要求高、試驗(yàn)對(duì)象不確定和高測(cè)量精度的特點(diǎn),論文以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、電液比例控制技術(shù)和智能控制理論等為基礎(chǔ),采用仿真分析及試驗(yàn)研究相結(jié)合的方式,對(duì)測(cè)試臺(tái)的自動(dòng)化單元、壓力補(bǔ)償式控制系統(tǒng)和自適應(yīng)控制器進(jìn)行了深入研究,旨在滿足工程項(xiàng)目實(shí)際需求的同時(shí),探究試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)。論文的主要研究內(nèi)容如下:第一章,對(duì)課題研究的背景與意義進(jìn)行了概述,介紹了國內(nèi)外大噸位拉力試驗(yàn)機(jī)及控制策略的研究現(xiàn)狀,并且總結(jié)出大噸位臥式拉力試驗(yàn)機(jī)的主要特點(diǎn),提出了課題主要研究內(nèi)容。第二章,基于課題的應(yīng)用背景和功能指標(biāo),對(duì)測(cè)試臺(tái)的主機(jī)框架、主機(jī)橫梁部件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核;完成了空間調(diào)整單元、插銷固定單元和防護(hù)罩無線遙控單元的自動(dòng)化設(shè)計(jì)及動(dòng)力匹配分析。第三章,針對(duì)常規(guī)電液伺服控制系統(tǒng)開發(fā)成本高、能量損失大的問題,設(shè)計(jì)了滿足測(cè)試臺(tái)控制精度要求的壓力補(bǔ)償式電液比例控制系統(tǒng)。建立液壓系統(tǒng)AMESim仿真模型,與定壓系統(tǒng)在控制精度和節(jié)能效果方面作了對(duì)比研究,同時(shí)開展了位置-力復(fù)合控制和試件變剛度干擾對(duì)控制性能影響的仿真分析。第四章,針對(duì)負(fù)載變剛度問題對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響,首先建立了考慮負(fù)載剛度的力控?cái)?shù)學(xué)模型,對(duì)其結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究分析;其次基于Lyapunov穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)了模型參考自適應(yīng)控制器,并提出一種具有最小拍響應(yīng)特性的參考模型;利用Simulink對(duì)最小拍參考模型自適應(yīng)控制器及PID控制器進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。第五章,根據(jù)測(cè)試臺(tái)的功能需求,結(jié)合試件試驗(yàn)方法,開發(fā)了基于計(jì)算機(jī)控制的測(cè)試臺(tái)控制系統(tǒng),對(duì)硬件平臺(tái)和上位機(jī)控制程序進(jìn)行了搭建和設(shè)計(jì);通過試驗(yàn)研究驗(yàn)證了測(cè)試臺(tái)的基本功能和控制策略的有效性。第六章,對(duì)全文進(jìn)行工作總結(jié)和展望。
【圖文】：

據(jù)采集處理功能，力控制精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，能實(shí)現(xiàn)位移、負(fù)荷和變形控制模式之間的逡逑平滑切換。但是對(duì)于動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求較低的大噸位靜載試驗(yàn)機(jī)，電液伺服控制方案研發(fā)成本逡逑高，性能不能得到充分利用。美國ＭＴＳ公司開發(fā)的臥式拉力試驗(yàn)機(jī)如圖１．１所示，主要用逡逑于長試樣的拉伸試驗(yàn)，由主機(jī)、油源、控制器、軟件及夾具附件組成，試驗(yàn)力值范圍逡逑６００？８０００ｋＮ，試驗(yàn)拉伸空間可依據(jù)用戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。國內(nèi)比較出名的試驗(yàn)機(jī)企業(yè)有長春逡逑試驗(yàn)機(jī)研究所、深圳新三思、濟(jì)南時(shí)代試金公司等，其機(jī)器的試驗(yàn)功能與國外產(chǎn)品不相上逡逑下，濟(jì)南時(shí)代試金公司開發(fā)的臥式液壓試驗(yàn)機(jī)如圖１．２所示，整體性能達(dá)到１級(jí)試驗(yàn)機(jī)的逡逑要求，最大試驗(yàn)力值６０００ｋＮ。但在電液伺服閥、測(cè)力傳感器、高端控制器等試驗(yàn)機(jī)關(guān)鍵元逡逑件研發(fā)方面，與國外還存在很大的差距，大多需要進(jìn)口；在測(cè)控軟件上，也需要提升其智逡逑能化和人機(jī)交互的實(shí)用性［４］。逡逑ｒＬ邋Ｕ邋二…逡逑圖１．１美國ＭＴＳ開發(fā)的臥式拉力試驗(yàn)機(jī)邐圖１．２濟(jì)南時(shí)代試金生產(chǎn)的臥式拉力試驗(yàn)機(jī)逡逑根據(jù)加載油缸的安裝方式可以看出，ＭＴＳ和時(shí)代試金公司的試驗(yàn)機(jī)都是通過油缸有逡逑桿腔油液對(duì)試件進(jìn)行力的加載

邐ｉ逡逑圖１．３手動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖邐圖１．４電液伺服控制系統(tǒng)原理圖逡逑作為對(duì)電液伺服控制系統(tǒng)的一種改進(jìn)，浙江大學(xué)錢觀良研制的ＭＬＷ－１５００型微機(jī)控制逡逑錨鏈拉力試驗(yàn)機(jī)采用了基于流量伺服閥和電液比例溢流閥的電液控制系統(tǒng)加載原理如逡逑圖１．５所示。該方案將流量伺服閥和電液比例溢流閥同時(shí)作為閉環(huán)控制元件，流量伺服閥逡逑用于進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，電液比例溢流閥用于試驗(yàn)力的閉環(huán)控制，使得系統(tǒng)壓力與負(fù)載壓力相逡逑適應(yīng)，，減少了功率損失。但是電液比例溢流閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，導(dǎo)致系統(tǒng)控制精度較低，而逡逑且方案中使用了伺服閥，對(duì)油液清潔度要求高，加大了調(diào)試和維修的難度。逡逑ｒ邐Ｉ邐ｒ－ｍ邐１１１邋．邐Ｌａ逡逑１１１邐Ｔ１邐四逡逑ｉ邐Ｔ逡逑☆邋｜邋｜｜１１｜邋＼Ｔ邐＾邋ｉ邋ｒｒ＾ｌｌ］！逡逑’Ｖ邋ｖ１邋Ｉ邋ｆ邋Ｉ邋丁丁邋Ｉ邋／＇邋ｊＷ邐廠－．卜邋邐＃邋Ｉ邐逡逑：－－１邐ｓ逡逑ｊ，邋■＇、

本文編號(hào)：2591396