温度-应力试验机的温湿度数字控制系统设计

摘要

高强度混凝土发展迅猛，现有温度-应力试验机的温湿度控制系统已不能满足高强度混凝土抗裂性评价试验对其性能指标的要求。因此，本文在2015年湖北省创新专项“约束与环境模拟条件可调式混凝土温度-应力试验装备研制”(2015lg0101）资助下，对现有温度-应力试验机的温湿度控制系统进行优化，完成温度-应力试验机的温湿度数字控制系统设计。温湿度数字控制系统能够按照项目要求达到温湿度测量准确、温湿度控制精度高、温湿度调节耦合性小的效果，提高高强度混凝土抗裂性评价试验的准确性和可靠性。 本文完成的主要工作和取得的成果如下： (1)完成了温度-应力试验机的温湿度数字控制系统硬件设计。针对当前温度-应力试验机温湿度控制系统存在的温湿度控制精度低和温湿度耦合性强等问题，首先，提出了温湿度数字控制系统的设计要求；其次，根据设计要求设计了系统的硬件结构。第三，完成了硬件选型、主电路及操作回路、PLC开关量输入/输出电路、脉冲触发电路、PLC通信接口等设计。 (2)完成了温湿度模糊解耦控制策略研究。首先，分析了温湿度模糊解耦控制原理；其次，针对加热回路和加湿回路的耦合特性设计了温湿度模糊解耦控制器；第三，仿真验证了温湿度模糊解耦控制策略具有稳态时间短、耦合性弱、鲁棒性强的特性。 (3)完成了温度-应力试验机的温湿度数字控制系统软件设计。首先，完成了PLC控制程序的设计，包括主程序、初始化程序、温湿度数据采集程序、温湿度模糊控制程序、PLC与变频器通讯程序等设计；其次，完成了监控界面的设计，包括欢迎界面、主界面、实时监测界面、参数设置界面、故障报警界面等设计。 (4)完成了温度-应力试验机的温湿度数字控制系统试验研究。首先，构建了温度-应力试验机的温湿度数字控制系统试验平台；其次，进行了温湿度数字控制系统的试制与单元调试；第三，进行了系统试验，并分析了试验结果。 本文研究成果不仅能够提高高强度混凝土抗裂性评价试验的准确性和可靠性，同时为混凝土材料抗裂性能的理论研究奠定了良好的基础。

目录

声明

第1章 绪 论

1 .1课题研究背景及意义

1 .2相关技术国内外研究现状

1 .3本文主要研究内容

第2章温度-应力试验机的温湿度数字控制系统硬件设计

2 .1温湿度数字控制系统设计要求

2 .2温湿度数字控制系统硬件结构

2 .3温湿度数字控制系统硬件选型

2 .4主电路及操作回路设计

2.5 PLC开关量输入/输出电路设计

2 .6脉冲触发电路设计

2.7 PL 通信接口设计

2 .8本章小结

第3章温湿度模糊解耦控制策略研究

3 .1温湿度模糊解耦控制原理分析

3 .2温湿度模糊解耦控制器设计

3 .3温湿度模糊解耦控制系统仿真试验

3 .4本章小结

第4章温度-应力试验机的温湿度数字控制系统软件设计

4.1 PLC控制程序设计

4 .2监控界面设计

4 .3本章小结

第5章温度-应力试验机的温湿度数字控制系统试验研究

5 .1试验平台构建

5 .2温湿度数字控制系统试制

5 .3系统试验与结果分析

5 .4本章小结

第6章全文总结与展望

6 .1全文总结

6 .2前景展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

作者在攻读硕士学位期间参与的项目