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摊铺机调平系统设计及TITO调平控制系统的研究
| 论文题名： | 摊铺机调平系统设计及TITO调平控制系统的研究 |
| 关键词： | 摊铺机;调平控制;双输入双输出;PID控制器;DRNN神经网络 |
| 摘要： | 沥青混凝土摊铺机是道路建造中对路面平整度影响最大的筑路设备。本课题提出将摊铺机纵坡和横坡两个单输入单输出（SISO）调平系统通过两者之间的耦合作用结合成一个双输入双输出（TITO）调平控制系统的创新点，完善调平系统数学模型，提高控制精度，并研究TITO调平系统的控制方法，实现调平装置的高性能控制。 本文研究内容主要包括实验室摊铺机模型调平系统设计，SISO和TITO调平控制系统的建模，控制器的设计仿真以及实验研究。 设计完善实验室摊铺机模型，先确立调平装置总体性能指标，设计摊铺机调平装置液压系统和电气系统，选型并更新部分元器件，进行组装调试。用C++编程语言进行控制软件的设计，按照控制实验内容设计控制软件的UI界面和编写控制算法源代码。 在摊铺机调平系统数学建模过程中，对于SISO纵坡和横坡调平系统和TITO调平系统分别进行建模，计算各环节传递函数，并计算得到开环伯德图和闭环阶跃响应曲线。并对SISO调平系统和TITO调平系统的连续传递函数进行离散化，计算被控对象脉冲传递函数和差分方程。 基于SISO调平系统和TITO调平系统被控对象的脉冲传递函数，设计SISO调平系统和TITO调平系统PID控制器、SISO调平系统BP神经网络PID控制器和TITO调平系统DRNN神经网络PID控制器。在MATLAB软件中编写控制器的控制算法程序，完成控制器的参数整定及仿真，得到调平系统在4个控制器作用下，对应仿真曲线和参数变化曲线。 基于前述设计的四种控制器的算法编写实验控制程序，在实验室摊铺机模型上进行调平系统控制实验，并将实验结果分析比较。分析实验结果可知，TITO系统和SISO系统普通PID控制器的控制效果相似，证明了TITO调平控制系统的可行性；TITO系统DRNN神经网络PID控制器的控制效果相比普通PID控制器的控制效果有很大的提升，相比SISO系统BP神经网络PID控制器的控制效果有一定优势，证明了TITO调平系统DRNN神经网络PID控制方法的控制效果优异，适用于TITO调平系统控制。 |
| 作者： | 程鹏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 吕广明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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