声速剖面仪计量校准装置控制器研究

摘要

本课题主要任务是研究并设计声速剖面仪计量校准设备的控制系统。目前，我国声速剖面仪的检定只有现场自校或比测方法，缺乏实验室计量检测校准手段，无法进行规范有效的检定/校准。在实验室中模拟海洋的温度，深度，和盐度环境进行检定是有效方法之一。
　　本文研究的主要内容是对消声水罐中海水温度压力进行调节，以满足测试要求。根据控制研究设计了一套控制系统，采用可编程控制器作为主控单元，微型机加组态软件构成上位机，通过控制加热制冷设备控制其温度。加热部分采用斩波控制电路控制输出电压达到调节加热功率的目的，冷却部分用冷水机给水罐换水分的方式完成热交换给水罐降温。
　　消声水罐的压力控制是通过调节变量泵和比例阀来控制的。变量泵可以根据需要调节输出流量，同时与之配合工作的溢流阀可以保证泵的安全可靠工作，在压力超限或是管路受阻时自动打开分流流量，减压调节使用电液比例阀，电液比例阀能够根据电控信号改变阀的开度，进而达到改变流量的目的。上位机设计了能够显示整个系统运行状态的组态监控系统，实可以实时的对系统进行监控和参数设定、数据显示、分析、存储等功能。本文研究了水温水压双向调节的控制方法和控制策略，并且实现了模糊PID控制算法在升温过程中的应用，以及压力温度协同控制策略。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究目的和意义

1．2 温度和压力控制研究现状

1．2．1 温度控制系统的研究概况

1．2．2 压力控制系统的研究概况

1．3 论文工作

第二章 系统总体设计

2．1 系统设计技术路线

2．2 系统的总体设计方案

2．3 本章小结

第三章 温度控制系统

3．1 温度控制系统硬件设计

3．1．1 温度测量

3．1．2 斩控交流调压模块

3．1．3 冷却设备

3．1．4 搅拌设备

3．2 温度控制器研究

3．2．1 常规PID简介

3．2．2 基本模糊控制器

3．2．3 模糊PID控制器的设计

3．2．4 系统模型建立

3．2．5 控制算法的实现

3．2．6 控制性能研究

3．3 本章小结

第四章 压力控制系统

4．1 压力变送器

4．2 泵与阀

4．3 蓄能器

4．4 压力控制策略

4．5 本章小结

第五章 系统软件设计

5．1 控制算法实现

5．1．1 温度及压力协同控制策略

5．2 上位机监控软件设计

5．2．1 基本功能

5．2．2 登录界面

5．2．3 监控界面

5．3 本章小结

第六章 实验平台及实验结果

6．1 实验平台

6．2 实验结果

6．3 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢