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基于气动比例技术的加载控制系统的设计
| 论文题名： | 基于气动比例技术的加载控制系统的设计 |
| 关键词： | 汽车踏板机构;气动加载系统;模糊PID控制;气动比例 |
| 摘要： | 汽车踏板机构是由油门踏板、离合踏板和制动踏板组成,踏板机构性能的好坏直接关系到汽车使用的安全度和舒适度,因此踏板的各项性能参数必须按照行业标准进行测试检验。在踏板性能测试检验中,需要为检测系统提供测试所需加载力,目前国内外主要采用机械式加载、电液式加载、磁粉离合式加载和气动式加载为其提供测试所需的加载力。气动加载式可以传输更大的驱动力和输出扭矩,有较好的柔性,易于实现,体积小,成本低,是一种理想的加载方式。 气动加载系统采用空气作为能量传递的介质,而空气具有可压缩、粘度小的特性,因此会造成气动加载系统具有非线性、强耦合和气动阀阀口“壅塞”、气缸腔体内压力变化不均匀以及气缸活塞的摩擦力随气压变化等缺点,这使气动加载系统实现精确的位置、速度等控制具有一定的难度。因此,对气动加载系统的研究是有非常必要的。 本文根据踏板性能检测方法以及所需加载力的需求,重点对气动加载系统的方案设计、理论模型分析、软件和硬件设计、控制方法研究以及实验结果进行阐述。主要内容如下: 首先,根据踏板测试所需加载力的要求制定气动加载系统的控制指标,进行系统方案设计。利用气体质量流量方程、力平衡方程等,从数学角度推导出系统的数学模型,并对模型进行稳定性分析。 其次,进行了硬件选型、机械设计,搭建气动加载系统的硬件平台。基于LabVIEW开发环境,对气动加载系统进行软件设计,主要包含数据采集模块、调零模块、数据保存模块、控制策略模块、模拟输出模块等。 再次,采用模糊PID控制策略对系统进行控制。运用模糊推理的方法,实现PID控制参数的实时自整定,可以实现控制参数kp、ki、kd的整定,使系统在各个阶段PID的参数处于最佳状态,该控制策略可以克服系统的非线性和强耦合,提高系统的稳定性和鲁棒性。 最后,通过实验测试,实现了气动加载系统的实时控制,并达到了踏板性能测试检验中对加载力的要求。 |
| 作者： | 年珊珊 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 王学影;郭斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国计量学院 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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