电液伺服造波机行车定位控制系统的研究

摘要

论文结合中船重工杭州应用声学研究所(715所)的“海洋声学实验室波导水槽造波机”项目，研究了电液伺服造波机行车定位控制系统，以及造波机和行车定位系统的计算机控制。海洋声学国家级重点实验室为了研制开发高新技术水声产品，需要对水声传感器的动态数据进行测试。由于现场测量所需的人力、物力相当可观，再加上受限于自然气候的因素，因此通常只能进行局部而且短暂的现场测量。至于较全面而且详细的研究，必须通过实验室物理模型实验。本装置的完成为海洋声学国家级重点实验室构建了一个海洋环境模拟平台。 所进行的主要研究工作有：设计了电液伺服控制系统，搭建系统并用PID控制算法实现了系统；安装和调试了行车定位装置；选择I/O板卡；实现信号的A/D、D/A转换；用计数器功能对行车的位置和速度进行检测，并制作了数据采集前置电路；编制了控制软件。 论文首先论述了在目前的形势下，研制造波机对水声传感器发展的重要性和意义，以及国内外的发展现状。在第二章中，对电液冲箱造波机的结构及功能进行了分析，并且对电液伺服阀和伺服放大器进行了深入的研究，为电液伺服阀控制系统的设计提供了理论和技术基础。用所选择的元件搭建了控制系统，并得出了控制系统的传递函数。采用PID控制算法实现了控制系统。对A/D转换的触发方式和数据传输方式进行了分析，采用软件触发和软件数据传输。软件设计中，采用了多线程编程和多媒体时钟技术。使用多线程编程可通过线程的并发执行来加快程序运行，提高CPU的利用率。第三章对行车定位装置进行了研究。制作了信号采集中的滤波和脉冲整形的接口电路，光电隔离电路的PCB板。详细的介绍了8254芯片的功能，采用8254芯片的计数器功能，对行车的速度、位置进行检测。分析了计数器的硬件中断和软件中断方式，采用软件中断方式中断计数器。设计了系统的保护和监视电路，编写了控制程序，编辑了控制系统用户操作界面。在第四章中，对控制系统进行了误差分析，分析造成系统稳态误差的原因、误差范围，然而对测量误差产生的原因进行了分析。通过理论分析和实际测量证明本装置能够达到精度要求。 论文最后对本系统所取得的成果进行了总结。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章造波机的设计

第3章行车定位装置的研究

第4章误差分析

结 论

致 谢

参考文献

附录