微波加热沥青路面热再生养护机温度控制系统设计及实验研究

摘要

微波加热的能量来源于介质材料内部电磁场变化，电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时，能量不断被吸收并转化为热量，并且它所携带的能量随着深入介质表面的距离不会减少，微波加热沥青路面再生养护技术就是利用这个原理。其加热深度温度梯度小、热量分布均匀、工作效率高。
　　 微波加热温度控制方法有常规PID控制、二自由度PID控制、模糊控制等。理论模型涉及到电磁场和传热控制方程，在实际中精确的对沥青混合料所有性质参数随温度变化的关系进行研究是不现实的，因此只能选取其主要性质参数作为研究对象而将其余参数暂时假定不变。
　　 把模糊PID控制运用到微波加热沥青路面上来，通过简化加热器控制系统的模型，建立了温度控制系统的传递函数，并利用模糊PID控制能对加热器的参数进行在线仿真整定。
　　 “微波加热沥青路面热再生养护机温度控制实验研究”中，根据工艺选择的需求，设定微波加热器磁控管入射角与垂直加热材料的偏角分别为0°、15°、20°、30°，加热时间控制为5min、10min、15min、20min，加热高度分别控制为5 cm、10cm、15 cm、20 cm，测量深度分别为0 cm、5 cm、9cm、15 cm，测试这些参数对温度的影响并拟合出一定的函数曲线。并与未采用模糊PID控制器的加热温度做了比较，最后对微波加热沥青路面再生养护技术提出了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外沥青路面修补技术现状

1.3微波加热沥青路面养护设备温度控制研究现状

1.4本论文主要的研究内容

第二章 沥青路面微波加热温度控制理论基础

2.1温度控制系统PID控制

2.2温度控制系统模糊控制

2.3本章小结

第三章 温度控制系统设计及应用

3.1温度控制系统数学模型

3.2微波加热温度控制器设计

3.2.1 PID控制仿真

3.2.2温度控制系统模糊PID控制器设计

3.3加热器温度控制硬件设计

3.4模糊-PID控制的加热器软件操作流程

3.5本章小结

第四章 加热温度和微波泄漏实验研究

4.1实验方案

4.2实验数据结果和分析

4.2.1磁控管入射角对加热温度的影响

4.2.2加热时间对加热温度的影响

4.2.3加热深度对温度的影响

4.2.4加热高度对加热温度的影响

4.2.5微波泄漏测量实验

4.3加热效果对比

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间参与的科研项目及发表论文)