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全自动轮对压装机位置检测与控制系统的研究
| 论文题名： | 全自动轮对压装机位置检测与控制系统的研究 |
| 关键词： | 位置检测;测量基准;模糊PID控制;模块化编程;全自动轮对压装机;控制系统 |
| 摘要： | 随着经济的快速发展，铁路大提速成了必然的趋势。机车转向架技术是关系列车运行安全的关键技术，而轮对压装技术又是其重中之重。全自动轮对压装机集成了机械、液压、计算机检测与控制与一体的数控加工设备，实现了包括和谐号在内的多种机车车辆轮对的压装和拆卸过程的自动化。本文针对轮对压装的工艺要求，设计轮对压装机的位置检测与控制系统，对车轮和车轴位置进行实时监测，压装过程采用基于伺服控制器的闭环控制方式，保证了轮对的内侧距和轮位差。本文主要完成的工作分为以下几个部分: (1)根据机床的结构，设计轮对压装机的位置检测系统。它采用高精度的位移传感器实时监测各运动单元的位置，通过建立三套坐标系获得车轮与车轴的相对位置关系。合理地选择测量基准，减小了机床变形对压装精度的影响，并对测量基准进行校准。 (2)轮对压装机的主运动单元（油缸）位置控制系统的设计。建立直驱式泵控缸系统的数学模型，分析压装压力和油液温度对油缸运行的平稳性和精确定位的影响，进而设计合理的位置控制器，实现基于伺服控制器的直接位置闭环控制。 (3)速度控制器的设计。为消除由于外在负载的波动对压装过程平稳性的影响，设计了针对轮对压装机液压系统的二输入三输出的模糊PID速度控制器，它以油缸运行的速度偏差和偏差的变化率为输入量，以PID的三个参数为输出量。控制器在MATLAB中进行仿真有着良好的动态响应，并通过压装试验检验速度控制效果。 (4)轮对压装机位置检测与控制的软件实现。在C++Builder的平台上开发用户的操作界面，实时检测显示油缸和测量系统的位移和速度数据，并在C++Builder和PLC上编程实现位置控制和速度控制，同时通过模块化编程设计实现轮对压装的自动化。 |
| 作者： | 程鑫 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 肖峻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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