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客运专线无砟轨道板精调机控制系统的设计与实现
| 论文题名： | 客运专线无砟轨道板精调机控制系统的设计与实现 |
| 关键词： | 客运专线;轨道板;调机;数字控制系统;六自由度平台;基本控制策略;硬件设计;六自由度并联机构;控制算法;控制软件;交流永磁同步电机;嵌入式操作系统;位置随动系统;矢量控制模型;施工工艺流程;混合编程技术;位置调节器;数字控制器;动力学分析;重新定位 |
| 摘要： | 本论文以应用于高速铁路客运专线无砟轨道精调铺设的轨道板精调机为研究对象,设计了一套轨道板精调机的数字控制系统,旨在控制设备沿轨道延伸方向前进和后退,自动获取全站仪的测量数据,并根据测量结果,控制六自由度并联机构来实现轨道板的抓取和重新定位,实现轨道板的全自动精调。 通过分析轨道板精调机的技术要求,并参考实际施工工艺流程,确定精调机的工作原理,在此基础上完成了控制系统的硬件设计和选型,以及控制软件的开发设计。 设备采用六自由度平台的结构形式,并选用高精度伺服电机作为驱动系统。本文进行了六自由度平台的运动学和动力学分析,以及两种基本控制策略的分析,针对其在本课题中的具体用途,着重研究基于铰点空间的控制策略,建立了交流永磁同步电机的矢量控制模型,在此基础上,建立了单缸位置随动系统的数学模型,分析了其频率特性,设计了基于PID控制算法的位置调节器,优化了系统动态响应性能。 最后,基于数字控制器的要求,采用XPE嵌入式操作系统提高系统的可靠性,采用VC++与Matlab混合编程技术,提高控制软件的开发效率,将前述控制策略予以实现,达到了预期的效果。通过现场调试试验,验证了控制算法完全正确,控制精度能够满足指定要求。 |
| 作者： | 张亚飞 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 张金英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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