详情

原文传递波纹管疲劳测试台测控系统

论文题名：	波纹管疲劳测试台测控系统
关键词：	波纹管;疲劳测试台;测控系统;轴向振动频率;遗传算法
摘要：	波纹管的疲劳测试是波纹管产品质量评估的重要环节，目前主要的波纹管制造厂商均采用定制的疲劳测试台对生产的波纹管样品进行疲劳测试，并将疲劳测试结果用于辅助波纹管设计。本课题组受德国威茨曼公司的委托，已经研制成功了第一代波纹管疲劳测试台，并已在威茨曼中国公司正常运行，在波纹管质量检测中发挥了重要作用。　　威茨曼公司根据使用的情况，对波纹管疲劳测试台的技术指标及适用范围提出了更高的改进要求。本文在第一代波纹管疲劳测试台的基础上，对轴向振动频率的提高和长波纹管径向形变的抑制这两个关键问题进行深入研究及优化改进，提升了测试台的品质与性能，满足了企业对波纹管疲劳测试台的实际需求。　　波纹管疲劳测试台测控系统的核心是轴向振动测控系统的设计，本文介绍了轴向振动系统的主要构成和原理，并对现有的波纹管疲劳测试台在疲劳测试时的“振动停滞”现象进行了说明与分析。针对上述现象，设计了一种基于遗传算法的振动频率控制优化方法。根据测控系统的原理在matlab/simulink环境下搭建了基于矢量控制策略的PMSM伺服控制模型。利用遗传算法对于永磁同步电机的速度-电流双环控制器的PI参数实现离线整定优化，将遗传算法迭代后的PI参数组应用于波纹管疲劳测试台，测试结果表明优化后的PI参数对于轴向振动频率有较明显的提高。　　在内部控制策略的基础上，对于内衬管在材料和结构两个方面进行了优化设计。选用了新型复合材料Al2O3f/ZL109作为内衬管的主要材料，并设计了一款磨球装置用以降低内衬管与波纹管内壁的摩擦力，通过ANSYS软件对改进后的内衬管与受检波纹管进行组合仿真应力分析，测试结果证明了内衬管改进设计的效果。　　设计了改进后波纹管疲劳测试台的测试方案，测试过程中波纹管疲劳测试台运行状态保持稳定，工作性能符合预期，证明了改进后的波纹管疲劳测试台可以满足波纹管制造厂商提出的新技术指标，也具有更广的适用范围。
作者：	吴天宇
专业：	仪器仪表工程
导师：	周严
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京理工大学
学位年度：	2020