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油源恒温模糊控制系统及其实现

作者：胡爱兰 Publish: 2006-9-20 Hits:-

【中文题名】

油源恒温模糊控制系统及其实现

【英文题名】

Oil Resource Constant Temperature Control System and Its Realization Based on Fuzzy Control Method

【学科专业】

机械工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-9-20

【中关键词】

恒温控制,模糊控制,DSP,多通道数据采集,,

【英关键词】

Invariable temperature controlling,Fuzzy Controlling,DSP,Multi_channel data acquisition,

【分类导航】

工业技术>机械、仪表工业>机械零件及传动装置>液压传动>>

【论文摘要】

本文是来源于某研究所的“冷却风扇液压泵-马达传动试验台”项目，该试验台用于进行冷却风扇、液压泵、液压马达系统的试验及液压部件试验。本文主要讨论的是该试验台液压系统的油温控制问题。根据试验要求，本试验台在工作中，必须将液压油的工作温度维持在一定范围内，特别是在进行系统热平衡试验项目时，要求油箱温度的控制精确为±1℃以内。由于液压油的最高温度为130℃，而且油路系统各部分对温度的影响情况复杂，所以温度控制成了这个项目的瓶颈问题。首先，在对液压系统温控方案和温控装置作了整体设计的基础上，提出用DSP作为数据采集系统的核心处理器，温度控制方法采用多级模糊控制器串联的方式，一级级减小温度跳动量，以保证最后的精度要求。在硬件设计上，设计了一个基于DSP(Digital Signal Processor)的多通道高速数据采集系统，用来对液压系统中指定各个点的温度实现采集，并可将数据通过RS485网络传给工控机。该采集系统包括下列模块：电源模块、复位电路、晶体振荡器电路、外部总线扩展接口、JTAG接口、外部EEPROM接口、模拟信号采集模块、异步串行接口模块、D／A输出模块等。文中对系统的...

【论文题纲】

学位论文原创性声明及版权使用授权书	3-4
摘要	4-5
Abstract	5-10
插图索引	10-12
附表索引	12-13
第1章绪论	13-20
1.1 课题来源	13-14
1.2 本论文研究的主要内容	14
1.3 液压系统发热原因及影响	14-16
1.4 液压测控技术发展现状	16-17
1.5 国内外温度控制系统的发展概况	17-19
1.5.1 国内温度控制系统的发展概况	18-19
1.5.2 国外温度控制系统的发展情况	19
1.6 本章小结	19-20
第2章冷却风扇泵-马达试验台油源系统整体概况	20-32
2.1 冷却风扇泵-马达试验台概述	20-21
2.1.1 实验台组成及各部分功能	20-21
2.1.2 实验台主要参数	21
2.2 温控要求及分析	21-22
2.3 油源温控系统整体方案设计	22
2.4 油源温控系统液压方案选择	22-24
2.4.1 吸油管路油温调节	22-23
2.4.2 回油管路及油箱油温调节	23-24
2.5 油源温控控制算法的选择	24-27
2.5.1 温控系统常用的控制方法	24-27
2.5.2 本油温系统所用的控制策略	27
2.6 冷却装置的设计	27-30
2.6.1 发热量估算	27-29
2.6.2 冷却器的设计	29-30
2.7 加热装置的设计	30-31
2.8 本章小结	31-32
第3章基于DSP的油源恒温控制系统硬件实现	32-50
3.1 引言	32
3.2 器件的选用	32-37
3.2.1 DSP芯片的结构特点及设计过程	32-33
3.2.2 TMS320LF2407A简介	33-34
3.2.3 A/D芯片的介绍	34-37
3.3 DSP应用系统设计	37-48
3.3.1 电源模块	37-38
3.3.2 复位电路	38-39
3.3.3 晶体振荡器电路	39-41
3.3.4 外部总线扩展接口	41
3.3.5 JTAG接口	41-42
3.3.6 外部存储器扩展模块	42-43
3.3.7 模拟信号采集部分硬件设计	43-45
3.3.8 异步串行接口(SCI)模块	45-46
3.3.9 模拟量输出模块设计	46-48
3.4 测温装置的设计	48-49
3.5 本章小结	49-50
第4章油源恒温模糊控制器的结构设计	50-72
4.1 引言	50-51
4.2 油源恒温模糊控制系统的基本结构	51-52
4.3 模糊控制理论及数学实现	52-56
4.3.1 模糊集合及其隶属度函数	52-53
4.3.2 模糊关系和模糊运算	53-56
4.4 常规模糊温度控制器的设计	56-66
4.4.1 输入输出变量的选择	56-57
4.4.2 精确量的模糊化方法	57-59
4.4.3 模糊控制规则的设计	59-63
4.4.4 模糊推理及模糊量的清晰化	63-65
4.4.5 模糊温度控制器的软件设计	65
4.4.6 关于提高常规模糊控制性能的讨论	65-66
4.5 参数自整定模糊PID温度控制器的设计	66-69
4.5.1 常规的PID控制器	66-67
4.5.2 参数自整定模糊PID温度控制系统的结构	67-68
4.5.3 PID参数自整定模糊调节器的设计	68-69
4.6 带有自调整因子的模糊温度控制器	69-71
4.7 本章小结	71-72
第5章油源恒温控制系统的建模与仿真	72-84
5.1 仿真程序的编写	72-77
5.1.1 系统输出控制量温度T的求取	73-75
5.1.2 模糊控制器的实现	75-76
5.1.3 滞后的处理	76-77
5.2 模糊PID控制器和传统PID控制器阶跃响应曲线比较	77-79
5.2.1 系统迟延不同时控制性能仿真比较	77-78
5.2.2 系统温升不同时控制性能仿真比较	78
5.2.3 有外界干扰时控制性能仿真比较	78-79
5.3 量化因子和比例因子对模糊控制系统性能的仿真分析	79-81
5.4 带有自调整因子的模糊控制器仿真	81-82
5.5 本章小结	82-84
总结	84-86
参考文献	86-89
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文目录	89-90
附录B TMS320LF2407A的引脚布置	90-91
附录C TMS320LF2407A的功能结构	91-92
附录D Matlab程序实现对温控系统的设计和仿真	92-97
致谢	97

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.92421



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