基于模糊自适应PID的SY02压力试验台控制系统

论文摘要

随着现代航空技术高速发展,对飞机各部件的性能检测也要求越来越严格。飞机机轮的力学特性对飞机运行的稳定性和安全性至关重要,对其进行的静态力学性能测试也朝着更高精度、更高可靠性发展。其中飞机机轮的压力载荷试验和最大加载破坏性试验是其在静态力学试验中重要的组成部分,直接关系到飞机机轮的质量好坏和能否应用于实际的飞行服务中。本文结合实际科研项目,对某机轮压力测试试验台进行控制系统上的改造。针对原有系统存在控制精度不高,稳定性差等问题,设计了基于模糊自适应PID的SY02压力试验台控制系统,采用模糊自适应PID算法,以解决实际应用中因机轮受压产生刚度变化引起的PID参数不适应的问题。本文详细地讨论了基于模糊自适应PID的SY02压力试验台控制系统的软、硬件设计。主要包括系统硬件平台的设计、基于模糊自适应PID的控制系统软件部分的设计、模糊自适应PID控制算法的研究与分析。在模糊自适应PID的设计中,通过合适的参数整定方法获得PID的初步参数,引入自学习环节在线自动地修改模糊控制规则,自动调整PID参数,实现控制规则和PID参数的在线优化。对所设计的模糊自适应控制器进行了仿真实验研究,并与常规PID的控制效果进行了比较。结果表明采用模糊PID的压力控制系统可以明显改善系统的性能指标。在以上基础上,阐述了上位机应用软件开发的设计与实现,在实际运用中取得了较为理想的控制效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 机轮试验台国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容与章节安排
• 第二章 SY02压力试验台控制系统总体设计
• 2.1 系统控制要求及主要任务
• 2.2 系统结构及工作原理
• 2.3 控制系统方案总体设计
• 2.3.1 控制系统类型选择
• 2.3.2 硬件总体设计方案
• 2.3.3 软件总体方案设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 SY02压力试验台控制系统硬件设计
• 3.1 工控机及PLC的选型
• 3.1.1 工控机选型
• 3.1.2 可编程逻辑控制器（PLC）选型
• 3.2 机械液压部分硬件设计
• 3.3 控制系统电气部分设计
• 3.3.1 电机控制主电路
• 3.3.2 I/O模块设计
• 3.3.3 比例溢流阀设计
• 3.4 保护电路与电磁兼容性
• 3.4.1 保护电路设计
• 3.4.2 电磁兼容性
• 3.5 本章小结
• 第四章 SY02压力试验台控制算法设计
• 4.1 模糊自适应PID概述
• 4.1.1 PID控制
• 4.1.2 模糊控制
• 4.1.3 自学习控制技术
• 4.2 控制系统算法分析与决策
• 4.3 模糊自适应PID控制器的设计
• 4.3.1 控制器总体结构设计
• 4.3.2 输入输出变量的选取与量化
• 4.3.3 模糊控制规则库的设计
• 4.3.4 模糊推理与解模糊
• 4.3.5 模糊自学习环节的设计
• 4.4 系统控制算法实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 模糊自适应PID系统仿真
• 5.1 仿真软件简介
• 5.2 仿真及实验结果
• 5.2.1 仿真模型的建立
• 5.2.2 仿真结果及性能分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 SY02压力试验台控制系统应用软件设计
• 6.1 Controx2000组态软件设计
• 6.2 上位机软件各功能模块设计
• 6.3 误差处理及软件滤波
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果