水介质电磁阀测试系统基于综合设计法的研究

论文摘要

本课题是以东北大学与某电磁阀厂的实际合作项目为背景进行的,此项目为“电磁阀实验台架改造”演变成最后的电磁阀检测系统的研究与开发。因此，根据厂方的相关要求,设计了一套系统、全面、智能、高效的电磁阀检测系统,改变了现有的手动检测装置效率低、测量不准确等诸多缺点的现状。论文主要针对水介质电磁阀检测系统部分进行深入的研究,使其可以在水介质下完成电磁阀的动作实验、密封实验、泄漏实验、寿命实验、Kv值实验、流阻实验、响应时间实验和耐压强度实验。论文对水介质电磁阀检测系统的研究是基于综合设计法进行的,从系统的广义质量出发,对系统进行了功能优化设计、动态优化设计、智能优化设计及可视优化设计,从而得出一套完整、有效、高性能的电磁阀智能检测系统。因此,本论文从以下四个方面进行研究：1.根据电磁阀的国家规范和行业标准及厂方要求,对水介质电磁阀检测系统进行功能分析和优化设计,从而进行方案确定,并最终确定每个实验的流程图。2.对整个系统进行动态优化设计,运用图形化建模仿真软件AMESim对系统进行建模仿真,从开环系统和闭环系统两种情况分析系统压力和流量在实验过程中随时间的变化情况,从而更深入的分析、确定实验过程,有利于程序的编写和进一步优化,使检测更加快速和准确；并分析蓄能器在系统中的作用,使系统更平稳和完善。3.对系统的控制部分进行智能优化设计,包括PLC顺序控制的优化设计,通过变频器控制水泵,使系统达到并稳定在某一实验压力的优化设计,以及对系统压力的控制方法设计,采用基本二维模糊控制和参数自适应模糊PID两种控制方法进行仿真和比较。4.基于Labview的系统可视优化设计,包括对系统的操作界面、实验界面、系统监视界面、参数设置界面和打印界面的优化设计,使系统能够提供给操作者尽可能多的信息,且简洁、直观、易于操作的界面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状及发展动态
• 1.4 论文内容概要
• 第2章 系统方案确定及功能优化设计
• 2.1 综合设计法
• 2.1.1 产品的质量和广义质量
• 2.1.2 综合设计法的内涵
• 2.1.3 综合设计法的优点
• 2.2 设计原则和主要技术参数
• 2.2.1 设计原则
• 2.2.2 电磁阀基本参数
• 2.2.3 系统技术参数
• 2.3 实验要求
• 2.3.1 出厂实验要求
• 2.3.2 新产品开发性能检测实验要求
• 2.4 测试系统方案设计及功能分析
• 2.4.1 总体方案设计
• 2.4.2 主要实验台结构及功能分析
• 2.4.3 耐压强度实验台架结构及功能分析
• 2.4.4 实验方法的研究
• 第3章 系统动态优化设计
• 3.1 建模仿真软件AMESim的功能
• 3.1.1 图形化建模、仿真工具AMESim
• 3.1.2 模型与文档生成器AMESet
• 3.1.3 数据库创建工具AMECUSom
• 3.1.4 运行工具AMERun
• 3.2 建模仿真软件AMESim的基本特性
• 3.3 基于AMESim的液压系统建模和仿真
• 3.3.1 选择所需元件并建模
• 3.3.2 设置子模型
• 3.3.3 设置参数
• 3.3.4 模型仿真
• 第4章 系统智能优化设计
• 4.1 系统总体控制方案设计
• 4.1.1 控制过程概述
• 4.1.2 工控机与PLC通讯
• 4.2 基于PLC顺序控制
• 4.2.1 PLC控制柜的布置
• 4.2.2 PLC系统输入/输出端子地址分配
• 4.2.3 PLC系统软件设计
• 4.3 变频器控制水泵
• 4.3.1 控制系统设计
• 4.3.2 工作原理
• 4.4 系统压力控制方法
• 4.4.1 模糊控制系统结构
• 4.4.2 在Labview中设计模糊控制器
• 4.4.3 Labview模糊逻辑工具箱的不足及改进
• 4.5 参数自适应模糊PID控制
• 4.5.1 参数自适应模糊PID系统结构
• 4.5.2 参数自适应模糊PID控制器的设计
• 4.6 控制系统仿真
• 4.6.1 仿真程序
• 4.6.2 基本二维模糊控制器的仿真
• 4.6.3 参数自适应模糊PID控制器的仿真
• 4.6.4 仿真时参数调整方法
• 4.6.5 仿真结论
• 第5章 系统可视优化设计
• 5.1 系统操作界面设计
• 5.2 参数设置界面设计
• 5.3 实验界面设计
• 5.4 系统监视界面设计
• 5.5 打印界面设计
• 第6章 结论
• 6.1 研究结论
• 6.2 展望与探讨
• 参考文献
• 致谢