可變慣量高速轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用.pdf

1、可變慣量高速轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)源于浙江大學(xué)化工機(jī)械國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科“轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)改造”項(xiàng)目的子項(xiàng)目，其主要目的是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化控制，消除原有手動(dòng)操作控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差、試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法完整記錄等缺點(diǎn)。它是涉及機(jī)械、電機(jī)、自動(dòng)控制、軟件等多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程項(xiàng)目。 首先，本文在綜述轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)國(guó)內(nèi)外研制和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以ZUST4+葉輪超速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)為例，簡(jiǎn)要介紹可變慣量高速轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)主機(jī)結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、真空

2、系統(tǒng)、電器控制及儀表顯示系統(tǒng)等組成部分，說明由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和PCI數(shù)據(jù)采集卡等構(gòu)成的試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件組成和工作原理。 其次，本文詳細(xì)說明試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件功能、總體設(shè)計(jì)和主要功能模塊實(shí)現(xiàn)，介紹采用多線程和線程同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速測(cè)量、阻尼器振動(dòng)振幅測(cè)量和主軸轉(zhuǎn)速控制過程協(xié)調(diào)和同步的方法。 由于被控對(duì)象是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量隨試驗(yàn)件變化的高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)通過直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)間接控制?？刂葡到y(tǒng)的

3、構(gòu)造比較復(fù)雜，難以確定控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型。因此，本文提出一種分類分段離散的數(shù)字PID控制算法，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和優(yōu)化改進(jìn)，較好地解決了可變慣量高速轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)升速、穩(wěn)速和降速三個(gè)過程中的控制問題，達(dá)到所要求的技術(shù)指標(biāo)。本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室ZUST1型多功能高速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)和某公司ZUST4+型葉輪超速旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)令人滿意的試驗(yàn)自動(dòng)控制過程。 最后，本文總結(jié)本項(xiàng)目完成的試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，指出可以進(jìn)一步改善