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合成闸瓦热处理工艺自动控制系统
| 论文题名： | 合成闸瓦热处理工艺自动控制系统 |
| 关键词： | 合成闸瓦;热处理工艺;自动控制系统;时滞系统 |
| 摘要： | 根据铁道部科技发展规划，高速重载将是我国铁路发展的主要方向。闸瓦是机车、车辆制动系统中不可缺少的一个部件。由于铁路运输的特点，闸瓦工作条件极为复杂，它承受着高温、静载荷和动载荷的作用。因此，闸瓦质量直接关系着铁路运输生产的安全。在合成闸瓦生产过程中，重要的一个环节是合成闸瓦的热处理工艺。热处理过程具有非线性、时变、有噪声干扰、纯滞后等特点，对这类工业过程建立精确的数学模型是非常困难的，所以经典PID控制理论难以在热处理温度控制上取得良好的控制效果。 针对合成闸瓦热处理过程中调整次数多且间隔时间长、各升温梯度所用时间难以控制、控制精度不高等问题，兰州车辆修配段提出对TDL型恒温干燥箱进行自动化改造。针对热处理温度控制的特点，本文设计了以单片机ADμC812为控制核心的温控系统硬件电路。ADμC812单片机是具有真正意义上的完整数据采集芯片，它的A/D转换速度高、结构简单。将其与软件结合，实现了对热电偶冷端补偿、非线性的硬件校正和过零触发PWM脉宽调功控温。经调试发现电路反应速度快，抗干扰能力强。本文还分析了热处理过程温度变化的特点及控制难点，总结了待改进设备温度控制精度差的根本原因，考虑到控制方法必须有效的应用于实际控制中，采用了改进Smith预估补偿一积分分离分段式抗饱和PID控制算法，将其运用到了TDL型恒温干燥箱的改造中，经现场调试验证了这种控制方法能够降低超调量，大幅度减小静态误差，较好的解决了热处理温度控制的难题。 课题完成了控制系统硬件电路、系统软件的设计与调试，进行了控制算法的编写、整定和调试，并进行了现场实际运行。经验证，该温度控制器工作稳定，可靠性高，控制算法不需要被控对象的精确数学模型，适应性好，工程操作性高，鲁棒性强，具有较好的控制效果。 |
| 作者： | 焦丽娜 |
| 专业： | 检测技术及自动化装置 |
| 导师： | 张家栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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