大型液氮制冷式深冷處理設(shè)備控制策略的研究.pdf

1、深冷處理是一門新興的材料處理技術(shù)，可以顯著提高材料的力學(xué)性能和使用壽命，在裝備制造、加工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。深冷處理的關(guān)鍵技術(shù)之一就是如何方便、快捷的獲得低廉、可靠且可控的低溫環(huán)境。深冷處理設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)的制造工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，且趨向標(biāo)準(zhǔn)化。而其控制策略及相關(guān)算法的研究相對(duì)滯后，且不能在實(shí)際設(shè)備中得到很好地應(yīng)用。本文針對(duì)大型深冷處理設(shè)備節(jié)能控制、溫度場(chǎng)均勻性、測(cè)溫精確性及系統(tǒng)穩(wěn)定性四個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。主要完成的工作如下:
　

2、　論述了國(guó)內(nèi)外深冷處理技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，分析了深冷處理設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。分析了SLX-3500R大型深冷處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)其控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討;建立了SLX-3500R大型深冷處理設(shè)備的冷量控制模型，提出了深冷處理過程中的“過冷量”概念;為實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的目標(biāo)，設(shè)計(jì)了“最佳過冷量控制算法”和“最優(yōu)換熱效率調(diào)節(jié)方法”;為實(shí)現(xiàn)對(duì)該設(shè)備超大工作腔內(nèi)溫度的準(zhǔn)確測(cè)量，提出了“多點(diǎn)測(cè)溫、加權(quán)求和”的測(cè)溫方法;為實(shí)現(xiàn)溫度

3、場(chǎng)的均勻性控制，提出了“劃分溫區(qū)，多點(diǎn)控制”的控制策略，為各溫區(qū)內(nèi)冷量輔助調(diào)節(jié)端配置了改進(jìn)后的Smith-PID控制器，并利用臨界振蕩和繼電反饋辨識(shí)的原理設(shè)計(jì)了PID參數(shù)整定模塊和模型參數(shù)辨識(shí)模塊;借助虛擬儀器LabVIEW技術(shù)和PLC控制技術(shù)研制了一套深冷處理測(cè)控系統(tǒng)，使本文所研究的控制策略和算法在軟件環(huán)境下得以實(shí)現(xiàn)，最后進(jìn)行了離線仿真和實(shí)時(shí)控制結(jié)果的分析，結(jié)果證明該控制系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。
　　本論文的研究工作主要是針對(duì)具有超大