机油冷却器传热性能测试系统中的流量控制研究

摘要

流量的控制广泛存在于生产过程中,对流量进行高精度的控制是一个值得研究的内容.本文以机油冷却器传热性能测试系统为研究对象,对流量控制部分的控制原理、系统硬件以及控制算法进行了较为系统的研究和分析,开发了一套完整的流量控制系统.本文的研究工作主要从以下几个方面展开.首先介绍了流量控制在国内外的研究现状并分析了其存在的问题,详细研究、对比了目前广泛使用的几种精确流量控制方案,如调节阀和变频调速等等,分析了各自的优缺点,并结合本系统的特点,选取变频调速对流量进行控制.设计了机油冷却器传热性能测试系统的硬件部分,编写了流量数据的采集和通信程序.然后研究流量控制过程,其中系统分析了经典的PID控制和模糊控制的原理、应用性,在对比各自优缺点的基础上,提出了将传统的PID控制和模糊控制相结合而开发一种模糊自适应PID控制算法,通过模糊规则进行推理和决策,在线整定PID控制器的三个参数Kp,Ki,Kd,并对其进行了仿真,结果表明系统的实时控制性得到加强.通过实际的运行,所开发的流量控制系统取得了良好的控制效果,可以对流量进行自动读取和控制,长时间运行稳定.结果证明:所选取的控制算法与传统的PID控制相比,极大地提高了控制精度;该系统与过去采用手工对控制阀的开度进行控制相比,缩短了测试周期,降低了工人的劳动强度,实验数据的重复性和再现性得到了很大的提高.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1机油冷却器传热性能测试系统

1.2和本课题有关的国内外研究现状

1.3本论文的主要研究内容

本章小结

第二章测试系统中的流量控制

2.1调节阀

2.1.1调节阀概述

2.1.2调节阀的流量特性

2.1.3电动调节阀

2.2变频调速

2.2.1变频调速原理

2.2.2变频调速的控制方式

2.2.3变频调速的特点

2.3本系统的流量控制方案

本章小结

第三章流量控制系统中的硬件

3.1工业控制计算机

3.1.1工控机的基本特点

3.1.2工控机的构成

3.1.3流量数据采集

3.1.4工控机与变频器的通信

3.3流量计

3.3.1流量计概述

3.3.2各种流量计介绍

3.3.3本系统所选用的流量计

3.4泵

3.4.1齿轮泵

3.4.2叶片泵

3.4.3本系统中泵的选择

本章小结

第四章流量控制算法

4.1可能采用的控制算法

4.2 PID控制

4.3模糊控制

4.4模糊自适应PID控制的设计

4.4.1设计原理

4.4.2确定模糊语言变量和隶属函数

4.4.3建立模糊控制规则、模糊推理

4.4.4解模糊和求模糊控制表

4.4.5控制系统流程图

本章小结

第五章控制系统的仿真和实际运行

5.1 MATLAB/Simulink介绍

5.2仿真设计和结果分析

5.3实际系统运行

本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢