尚荣军[1]2004年在《交流传动系统开发平台接口卡的设计与实现》文中指出本文提出并设计了一种基于PCI总线的现代交流传动系统开发与实验平台,重点研究开发了主机与从机的通信接口以及Windows98和Windows2000下的基于WDM模型的驱动程序。本文的研究目的是为目前在传动领域占主导地位的交流调速系统的控制方案和算法的研究提供一个实验和开发平台,文中给出了该综合平台的控制系统的硬件构成以及驱动程序的部分软件实现。该平台采用主从式结构,以PC机为主机,DSP小系统构成从机,主从机之间通过PCI总线进行通信。通信部分的硬件是通过一个PCI桥接芯片PCI9030来实现,软件部分主要是驱动程序的开发,通过驱动程序,用户可以通过应用程序和DSP进行数据交换,所有的控制算法都在PC机的应用程序里实现。DSP对功率板以及电机运行状态的数据进行采集,然后仅作简单的处理后就传送给应用程序。对于PC机发来的数据,DSP根据其不同的标志位来确定控制信号的代表的意义,从而转化为特定的信号发送给功率驱动部分,同样,PC机对DSP发来的数据也是根据其标志位来确定它代表的变量。通过测试,该系统在数据通信方面效果比较理想,DSP连同功率部分是一套成熟的交流传动系统,整套装置是一个性能良好的实验开发平台。
王浩[2]2012年在《交流传动系统半实物仿真平台的研究》文中研究指明伴随着计算机通信技术以及嵌入式控制技术的快速发展,现代列车控制已经从集中形式的直接化数字控制系统转变成为基于网络分布式结构的控制系统。列车通信网络(TCN)由多功能车辆总线(MVB)和绞线式列车总线(WTB)组成,其中基于分布式控制的多功能车辆总线(MVB)是列车通信网络(TCN)的推荐方案,其可靠性能高、实时性能强,满足列车车辆现代化发展的趋势与可靠性要求。当前列车的控制网络集列车运行状态的监测、运行过程的控制、故障的诊断以及乘客信息服务等内容于一体,配合车载微机处理器,通过网络技术实现列车中各个系统彼此之间的信息传输,最终实现对整列车控制,各类车载设备的管理及监视,集中体现了列车系统的信息化、智能化和网络化,是现代列车技术的关键部分。在对该领域的研究过程中,传统的测试和演示方法需要配合列车实物亦或是使用大量仪器和设备组建相关实验平台,这些方法测试能力差、操作复杂、获取信息易受到影响和限制,不仅耗费大量人力、财力和物力,而且效果并不直观。在本课题中,首先对我校交流传动系统实验平台进行了研究,掌握TCN列车控制网络的相关标准,配合已研发的MVB/USB网关,在解决了多功能车辆总线(MVB)中网络数据的捕获与解析等技术难题的基础上,综合学习并应用叁维图像技术、虚拟现实技术、虚拟仪器技术,完成了列车运行相关环境的虚拟场景建立、列车叁维立体模型的制作及虚拟动态效果的生成。此外,全面考虑网络调试过程和人机交互的实时性要求,采用“生产者-消费者模型”完成相关数据的采集和处理,制作PC机与上位机的交互软件。最终设计并完成了一套基于我校交流传动实验系统的半实物列车网络实时控制可视化的系统,以虚拟动态效果的形式,对来源于列车网络的各类状态信息及控制指令进行实时响应,逼真地展现了控制指令的传输过程,被控对象的相应动作及整车在网络系统作为媒介的各种运行状况。
李幼媛[3]2007年在《电力机车交流传动测试系统的设计与实现》文中研究表明交流传动技术己成为当今世界上牵引动力高新技术的标志。随着我国铁路事业的发展,交流传动电力机车已经成为机车发展的主要方向。又由于铁道部规定,机车出厂前必须进行相关的试验和调试。因此建立交流传动电力机车出厂试验台就显得尤为重要了。传统的电力机车交流传动系统测试装置开发研制比较落后,性能单一,通用性和扩展性差、开发和维护相对复杂,且不能进行远程通讯和控制,再加上测试点分散,散布距离远等问题。传统的测试装置已不能满足电机厂的测试需求。本文在研究以往的传统仪器的基础上,设计开发了一套基于虚拟仪器的电力机车交流传动测试系统,主要是对交流传动系统中牵引变压器、四象限变流器、辅助变流器、牵引逆变器和交流电机的电压、电流、功率等的测试,并且介绍了传感器、信号调理模块及数据采集卡的软硬件设计;然后基于图形化的LabVIEW开发环境,基于模块化思想设计了集数据采集、数据存取、信号分析、数据管理于一体的交流传动虚拟仪器测试系统;并用DataSocket技术及LabVIEW的Web服务器实现了交流传动测试系统信号的实时采集的控制和远程发布;最后对整个测试系统进行了实验调试,验证了测试系统的软硬件性能。采用分布式设计的基于虚拟仪器的测试系统运行性能良好且具有远程操控、扩展性好、开发维护简单等特点弥补了传统仪器的不足。论文所设计的测试系统已应用于某电机厂实际测试过程中。
梁裕国[4]2003年在《机车交流传动系统试验台微机监控系统的设计》文中指出交流传动技术从其诞生之日起就显示出直流传动无法比拟的优越性。在牵引领域中，采用交流传动，粘着利用率高；可以直接进行牵引、制动的转换，无需增加有接点电器；与直流传动相比，轴功率更高，恒功范围更宽，更适合高速、重载铁路运输的需要；在电力牵引时其功率因数接近于1，并可将谐波干扰降低到最低限度；采用异步牵引电动机，可大大减少维修工作量。这些优点使得牵引动力传动交流化成为各国牵引传动领域的追求目标。 为了研制和生产符合我国国情和具体运输条件的交流传动机车和动力车，必须对系统和部件进行比较全面和深入的试验研究。通过研究性试验、中间试验和验证试验来了解系统与部件的运行机理、特性与外部环境的相互关系，通过试验研究来了解系统与部件、部件与部件的相互关系、匹配条件、优化准则，以确定设计及制造的基本要求。为此，铁道部在“九五”重投项目建设上，投入了2300万元巨资建设机车交流传动系统试验台。笔者是该重投项目的主持人，负责试验系统、主电路、可控整流装置及微机监控系统设计，现场安装、调试。这是一个集叁轴转向架滚动台、交流牵引电动机、变流器、机车供电及其负载、微机自动控制检测、工业电视监控系统试验台。 文中介绍的机车交流传动系统试验台微机监控系统(简称微机监控系统)是机车交流传动系统试验台的核心装置，用于进行电力、内燃机车、动车、地铁车辆、轻轨车辆、城市运输车辆的交流传动系统与部什、即与栗用交流传动拄术的牵引装各中机车力（牵引力与制动力）的产牛与传递过程有关的系统与部件的功能研究试验、优化设计验证试验、国际和国家标准规定的相关试验的全过程控制。 论文分析和介绍了机车交流传动系统试验台微机监控系统的组成、基本原理以及过程控制的实现。监控系统综合利用了PLC和机车微机箱成熟控制装置，分别完成系统开关逻辑控制和电枢回路的电流闭环控制，利用一台工控微机进行速度或特性控制，采用DOS操作系统，以获得较快的控制刷新速度，用一台微机作人机界面，采用WINDOWS操作系统，使人机界面很友好。采用串行通信的方式整合系统符合控制系统的发展潮流，从而可以通过合理的设备布置减小布线工作量，提高系统的可靠性。
陈康昊[5]2010年在《无轴传动控制实验平台的开发研究》文中研究说明在印刷业领域,无轴传动技术已经不再陌生,逐渐成为国际认同的新概念。无轴传动技术提高了印刷的灵活性,改善了印刷的质量,简化了机械部件,提供了较大的机械灵活性,降低了预处理时间,使得印刷机在高速运转时更加平稳,消除了传统机械轴和齿轮箱传动的限制和缺陷从而改进了印刷质量,降低了制造成本。人们从有轴技术的概念中走出来后,以极快的速度接受了无轴技术,并成为了当前数控技术研究的热点。由于现有的无轴传动技术基本上用于印刷或纺织机械,印刷机就作为了研究无轴传动技术的必要设备,但现有条件下,无轴传动研究机构中昂贵的印刷机械配备并不能得到普及,于是需要开发一套无轴传动控制实验平台,用于无轴传动印刷设备中的功能测试,以相互独立的伺服电机组模拟印刷机上的胶印和柔印机组,进行模拟印刷机离线实验:即测试无轴传动系统的运动和逻辑控制算法,在工控机上运行控制程序控制伺服电机的启动、停止、加速、减速等运动功能;测试无轴传动控制算法的可行性和可靠性;测试SERCOS从站的硬件和控制算法,Profibus I/O从站数字量输入输出功能等。将研究出的无轴传动技术成果投入到实际的生产中,进一步完善无轴传动技术在印刷业上的应用。本课题的具体工作先使用3D绘图软件SolidWorks设计出控制实验台规格,在工厂制作完成该实验台后再以软PLC技术为平台,基于SERCOS接口技术,设计无轴传动控制实验平台的软硬件部分,采用以工控机和现场总线通讯卡为主的开放式控制平台,其中用SERCOS总线实现运动控制,Profibus总线实现逻辑控制,并采用符合IEC61131-3国际标准的软PLC软件CoDeSys为开发和调试工具,完成无轴控制系统平台的软件开发,最终实现无轴伺服电机组高速,高精度的运动和逻辑控制。
张琦[6]2013年在《高动态响应的经编机电子横移系统研究》文中指出高速经编机因其生产效率高、产品适用领域广而在各种经编装备中占据重要地位。高速经编机的全电脑化进程，也随着多品种小批量高频次的市场需求，及电子与伺服控制技术的飞速发展而被迅速推进，但高速经编机垫纱运动的复杂和高频特性，给导纱梳栉的横移运动控制提出了难度极高的控制要求，使得对高速经编机梳栉横移运动的数字化控制，成为高速经编机全电脑化进程中的一个技术瓶颈。我国拥有全球85%的经编机台，国外采用通用伺服电动机研发的电子横移高速经编机机速已达1400r/min，而我国截至目前还无成熟的同类产品。基于此技术现状，本课题开展对高动态经编机电子横移系统的研究。首先，通过对高速经编机产品结构的特征分析，得出电子横移产品的优势特征为小提花加大循环，即产品结构生产对电子横移系统所提要求为：更强的灵活变换起花能力和更大的花型信息存储功能；通过对经编梳栉的垫纱运动进行横移与摆动的动作时序分解，得出电子横移系统的基本运动特征为：高频度大加速往复启停、高精度微距离线性定位。为验证高速电子横移系统的动态稳定性，分别建立了电子横移系统中梳栉锁合机构、丝杆传动机构、交流永磁同步伺服电动机及反馈控制环节各自分离的动力学数学模型，分析了梳栉质量与系统等效传递刚度对定位偏差的影响，然后综合各分离模型建立了系统的整体动力学模型，采用simulink进行系统模型模拟并进行阶跃激励仿真，仿真结果表明在一定范围内增加系统增益或改变传递刚度值可以提高系统响应频率，但当增益调整到一定值时，由于系统共振频率接近其自然谐振频率，此时系统稳态误差增大，动态响应效果恶化。其次，通过对高速凸轮机构简谐运动规律的动力学特性参数的分析比较，选择了适合本课题横移驱动电动机使用的无停留修正梯形加速度策略，以保证导纱梳栉在横移运动时速度、加速度和跃度均连续且拥有较小的驱动电动机功率；通过对不同伺服控制模式响应特性的比较，选择了具备高频加速特性的速度控制模式与精确定位特性的位置控制模式的组合控制策略，以实现大加速启动和高精度定位停车的双目标控制要求；最后推导了利用电子凸轮运动控制算法，来实现无停留修正梯形加速度曲线与工艺曲线进行耦合，获取静态电子凸轮数据表和动态工艺凸轮数据表的算法和步骤。然后，采用自底向上的顺序，依次构建高速电子横移系统的叁层架构。经过优选的高精度滚珠丝杆传动系和超低惯量伺服电动机构成了系统最底层的运动执行层；利用DSP+CPLD组合实现的基于PCI接口的半独立式横移运动控制器，构成了系统的中间运动控制层；在运动管理层，重点设计了超大花高凸轮数据表的动态加载，以及断电断点续编等软件模块，完成了整个高动态响应电子横移运动控制系统的研发与软硬件功能实现。最后，基于所构建的高速电子横移系统进行了多组对比实验以测试和验证系统的动态响应性能。通过比较不同控制策略下、不同加速策略下电动机动态速度曲线的特征，以及各自之间的差别，验证了所选的无停留修正梯形加速策略与速度/位置的混合控制策略控制下的横移伺服电动机，完成针前E32一针距横移耗时仅为8.3ms，高于其它加速和控制策略，满足系统预期动态响应要求；通过采用声学振动测试仪对横移系统中的机械传动机构进行等效弹性质量体模态分析得出，梳栉机械传动机构有自然谐振频率约为12.5HZ，对应机台转速约为750r/min，即系统虽有共振区但共振区不在工作速度区，因此所选择的丝杆等传动机构能满足系统在1200r/min附近高速正常生产要求；最后在机电一体化动态响应测试中，经在线测得电动机与丝杆传动机构这一组合体的伯德图分析得知其共振频率约为2KHZ，提出利用电子陷波器抑制系统共振并进一步提高系统动态响应性能的措施，通过对其进行软件陷波后可以滤除电动机丝杆螺母啸叫等机械共振，在共振抑制效果较好的情况下可以将系统动态响应再提高至主轴转速1300r/min。
左芸[7]2004年在《飞/推综合控制半物理仿真平台及监控系统设计》文中指出飞行／推进系统综合控制是未来先进飞机和发动机控制的发展趋势。本文提出了飞／推综合控制半物理仿真试验台及监控系统的总体设计方案，开发了监控系统软件。监控系统的可行性通过试验得到了验证。 论文首先分析了发动机控制系统以及飞／推综合控制系统试验需求，提出飞／推综合控制半物理仿真试验平台的总体方案；根据此方案，确定了仿真平台监控系统的体系结构，设计了信号调理电路和接口信号仿真器，并进行了监控软件开发；最后，利用发动机数学模型和数字控制器构成闭环仿真测试环境，以验证所开发的监控系统的有效性。测试结果表明，监控系统在人机界面、测量精度和系统运行的可靠性方面及实时性方面均达到了预定的设计要求。
王胜红[8]2007年在《印铁烘房生产线自动化系统的控制技术研究》文中指出印铁烘房生产线是一类复杂的轻工机械装备产品,其落后的技术现状难以满足国际市场竞争的需要。论文以印铁烘房生产线为研究对象,以构建印铁烘房生产线自动化监控系统为目标,对相关控制技术进行了研究,并设计和开发了相应的控制系统、算法与软件,实现了对印铁烘房生产线的监测与控制功能。首先,研究了基于现场总线构建印铁烘房生产线自动化监控系统的总体技术,包括现场总线控制系统技术和监控系统软件技术。对现场总线控制系统技术的研究包括功能特点、网络模型、总线协议以及智能仪表技术四个方面,而从软件功能模型和工业监控组态软件关键技术两方面研究了监控系统软件技术。在技术研究基础上,设计了印铁烘房生产线自动化监控系统网络,并对监控系统软件功能进行了总体设计。其次,为了改变机械轴传动的同步运行控制落后方式,设计了电气传动的同步运行控制系统。根据烘房传动系统的要求,设计了叁种同步运行控制系统硬件方案,并选择了以PLC作为算法控制器,采用变频器驱动交流异步电机的低硬件成本方案。基于该硬件方案,建立了烘房位置同步运行控制系统的仿真模型,对PID、模糊控制、模糊-PID以及滑模变结构控制算法进行了仿真研究,仿真研究的结果为控制算法的设计提供了参考。而后,设计了在实际约束条件下的基于运动分解的同步运行控制算法,实现了烘房与印铁机的位置同步运行控制,该算法在同步带和普通V带两种传动条件下都取得了较好的应用效果,其中普通V带传动条件下在算法中增加了对带弹性滑动系数的在线辨识环节。再次,为了提高烘房温度控制精度和抗干扰性能,设计了温度控制系统和算法。在对烘房温度控制系统固有特性分析的基础上,围绕烘房温度大时滞特性这个控制难点,研究了用于大时滞特性对象控制的Smith纯滞后补偿控制算法、Dahlin控制算法以及基于规则的仿人智能控制算法,并设计了仿人智能PI控制算法,实现了对烘房温度的满意控制。最后,设计实现了印铁烘房生产线监控系统网络,开发了监控系统软件,实现了印铁烘房生产线设备与工艺过程参数的集中监控。印铁烘房生产线自动化监控系统的长期稳定运行实践表明,监控系统各项功能和性能指标达到了设计要求,提高了装备产品的技术水平和市场竞争力。
王会江[9]2017年在《接触式石油管螺纹测量仪控制系统的设计与研究》文中研究说明石油管是石油、天然气开采和运输过程中的主要载体,石油管螺纹测量是检测石油管是否安全、可靠的主要手段之一。目前,常用的石油管螺纹检测仪器有通止规、测长仪、坐标测量仪和影像测量仪等,但是这些仪器在实际使用中多存在测量精度低、测量参数单一、测量效率低、易受环境影响等问题。因此,本文利用现代微型处理器和高精度触发测头开发出了接触式石油管螺纹测量仪的控制系统,实现石油管螺纹轮廓的自动扫描和螺距、牙型角和锥度参数的综合测量。主要的研究内容如下:(1)分析了API SPEC 5B和GB/T 9253.2-1999相关标准的石油管螺纹测量要求,提出了控制系统的性能参数要求,设计了测量仪的机械主体结构,规划了测量仪控制系统的总体结构。(2)以IMC3042运动控制卡作为系统的控制核心,实现了系统的运动控制、数据采集以及辅助测量等功能。结合系统的控制性能要求,选择了满足要求的传动系统硬件、测量反馈装置(光栅尺)和测头的型号,设计了各硬件与运动控制卡的连接电路。(3)在Labview编程环境下完成了控制系统的软件编程,软件系统包括人机界面、系统初始化、运动控制、数据采集、数据处理和辅助功能等模块。(4)利用IMC运动控制卡的多轴控制功能函数和开关测头信号规划了测头的运动路径,完成了智能加减速规划算法和步进闭环系统控制的相关程序编制。(5)论述了数据处理和参数计算过程。对扫描获取的数据,首先利用FFT频谱分析方法进行了有效性判断,然后利用稳健高斯回归滤波和数据插值方法进行了均匀密化,最后按曲线拟合方法求取了螺纹参数。(6)对测量仪进行了误差分析和补偿,并在课题组研制的样机和叁丰坐标测量机上,对不同规格、不同类型的石油管螺纹进行对比测量实验。实验结果表明,测量结果满足测量的精度要求。
赵文[10]2012年在《基于WorldFIP重载列车电力机车网络控制开发平台的研究》文中指出随着世界重载列车技术的不断发展,重载机车是一个国家的铁路运输能力的体现,因此,大力发展重载列车成为了铁路运输模式的一个主要大方向。在重载列车中,网络控制是列车核心技术之一。DDU作为网络控制不可或缺的一部分,其对列车监测、人机交流等方面都起着难以估量的作用。而我国重载列车DDU主要是依赖外国生产,从而受制于人。因此,当前DDU的国产化可以说是大势所趋势在必行。本论文课题主要来源于DDU国产化,本项目与中国北车集团大连机车研究所有限公司合作,论文是“基于FIP网络的机车司机显示单元产品DDU技术开发”项目中的“半实物开发平台的开发与研究”部分的主要内容。本文首先宏观的介绍了国内外重载铁路的近况,微观的介绍了两辆典型的重载电力机车,以及机车网络控制的现状,将本文的背景阐述完整；其次,详细介绍了WorldFIP网络总线技术的发展、结构、原理以及接口的开发流程；再次,对开发平台进行需求分析,其中包括软件以及关键硬件；再次,对网络控制开发平台的主要软件模块进行设计,其中主要包括软件处理流程、数据流设定以及判断逻辑,并对各个模块进行简介；最后,对开发平台进行一致性测试,使得各模块所传送数据及状态保持一致,达到生产要求,并介绍了WorldFIP网络总线测试中最重要的软件FipWatch。最终完成此开发平台的开发,并做好总结论文工作。本平台将实物DDU通过WorldFIP网络总线与虚拟MPU、虚拟BCU以及虚拟TCU相连接。其中虚拟BCU和虚拟TCU可以模拟机车的运行动作,并将其发送到虚拟MPU中进行逻辑判断后发送给实物DDU,在DDU中显示出虚拟BCU和虚拟TCU所模拟动作,以便达对DDU进行地面检测分析、测试其是否符合生产标准的要求。
参考文献：
[1]. 交流传动系统开发平台接口卡的设计与实现[D]. 尚荣军. 华中科技大学. 2004
[2]. 交流传动系统半实物仿真平台的研究[D]. 王浩. 北京交通大学. 2012
[3]. 电力机车交流传动测试系统的设计与实现[D]. 李幼媛. 北京交通大学. 2007
[4]. 机车交流传动系统试验台微机监控系统的设计[D]. 梁裕国. 中南大学. 2003
[5]. 无轴传动控制实验平台的开发研究[D]. 陈康昊. 北京工业大学. 2010
[6]. 高动态响应的经编机电子横移系统研究[D]. 张琦. 江南大学. 2013
[7]. 飞/推综合控制半物理仿真平台及监控系统设计[D]. 左芸. 南京航空航天大学. 2004
[8]. 印铁烘房生产线自动化系统的控制技术研究[D]. 王胜红. 南京理工大学. 2007
[9]. 接触式石油管螺纹测量仪控制系统的设计与研究[D]. 王会江. 陕西理工大学. 2017
[10]. 基于WorldFIP重载列车电力机车网络控制开发平台的研究[D]. 赵文. 大连交通大学. 2012