摩擦材料小样试验机CHASE及其伺服控制的研究

论文摘要

国外进口的CHASE试验机造价高昂,其压力控制核心部分为气动伺服,气动伺服有诸多的优点,控制精度高、无污染、无液压油渗漏等,但其高昂的价格是国内许多生产厂家所不能接受的。国产CHASE试验机改气动伺服控制为电-液伺服控制,在确保精度的同时,大大降低了产品价格,为广大用户所青睐。如何确保国产CHASE试验机试验数据的准确性、稳定性,成为目前研究的重要问题。本文详细介绍了CHASE试验机的工作原理、机械、液压以及硬件控制电路、软件控制算法以及数据的处理、分级报告。并分别采用传统PID及模糊PID的控制算法在CHASE试验机上进行压力加载对比,并对得出的数据进行分析。本文的主要研究方向有如下两个方面:1、针对该试验机加载压力控制的难点和特点,结合了PID控制和模糊控制的优点,采用了将模糊PID控制算法应用到CHASE试验机液压伺服压力加载上。并对此进行了详细的设计和应用,达到了很好的控制效果。2、在系统的硬件电路上从抗干扰性能上考虑,自制了伺服控制板和信号调整板,抗干扰性能得到了很大的提高,取得了很好的效果,同时降低了成本。结果表明,本文所采用的模糊PID复合控制算法具有强鲁棒性、强抗干扰性能。模糊PID控制算法的采用使试验机加载压力控制更稳定、输出试验数据更精确。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 CHASE 试验机开发的背景和意义
• 1.3 CHASE 试验机目前的研究现状
• 1.4 本文主要研究的内容
• 第2章 CHASE试验机总体方案
• 2.1 CHASE 试验机的工作原理、功能
• 2.1.1 CHASE 试验机的工作原理
• 2.1.2 机械结构
• 2.1.3 液压平台
• 2.1.4 CHASE 试验机的功能
• 2.2 CHASE 试验机总体方案
• 2.2.1 电-液伺服工作原理
• 2.2.2 电-液伺服在 CHASE 试验机中的应用
• 2.3 CHASE 试验机的性能指标
• 2.4 CHASE 试验机的试验流程、数据分析
• 2.4.1 CHASE 试验机的试验
• 2.4.2 CHASE 试验机的数据分析和处理
• 2.4.3 数据的分级报告
• 第3章 CHASE控制系统的实现
• 3.1 CHASE 试验机控制系统总体方案
• 3.2 CHASE 试验机控制系统硬件电路设计
• 3.2.1 硬件电路的组成
• 3.2.2 硬件电路的及特点
• 3.2.3 控制电路
• 3.2.4 压力和摩擦力放大电路
• 3.2.5 信号调整单元
• 3.2.6 伺服控制板
• 3.3 硬件抗干扰措施
• 3.3.1 抗干扰分类及处理措施
• 3.3.2 印刷线路板的抗干扰处理
• 第4章 CHASE试验机控制算法研究
• 4.1 CHASE 试验机控制算法总体方案
• 4.1.1 PID 控制器
• 4.1.2 模糊 PID 控制
• 第5章 CHASE试验机软件系统设计
• 5.1 软件的界面及程序框图
• 5.2 数据采集卡的初始化和数据采集
• 5.3 软件滤波
• 5.4 数据处理
• 第6章 CHASE试验机试验研究
• 6.1 传统PID 控制的CHASE 试验机试验数据
• 6.2 采用了模糊PID 控制后的CHASE 试验机数据
• 6.3 数据分析
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢