基于电液伺服控制技术的隧道模拟加载系统研究

摘要

本文以隧道模拟加载系统为研究对象，以电液伺服控制技术为基础，构建了水液多通道协调加载系统和多通道数据动态采集系统。首先，建立了阀控非对称液压缸位置系统的数学模型，分析了液压缸的非对称性引起的系统静差。推导了加载系统的数学建模，进行了施力系统的优化设计。在此基础上对位置系统和施力系统进行了仿真。确定了隧道模拟加载系统的总体方案，并进一步对液压系统进行了优化设计和选型，设计了水压系统和电气系统。选定工控机作为数字控制器，设计了传感器调理电路和控制器人机界面，研制了40通道动态数据采集系统。 文中在硬件平台基础上进行了试验研究，编写了多通道数据动态采集系统的采集程序和八通道加载系统的控制程序。对试验中遇到的信号滤波、传感器标定、控制方式、快速数据采集等问题作了研究。为拓宽该隧道模拟加载系统的使用范围，在静加载的基础上对动态加载系统作了技术储备研究。以某疲劳试验机为控制对象，研究了MATLAB中xPC和rtwt这二种系统实时开发环境的使用方法。在系统辨识的基础上，研究了多种PID控制策略。最后，对隧道模拟加载系统进行了力学试验。试验运行结果表明，液压加载系统八个通道能够协同作业，静态力值加载精度达到1％，水压加载系统能够在0-0.5MPa之间无级调节，控制精度和协调精度均满足设计要求。试验结果验证了控制系统的合理性和有效性，证明了硬件选型和软件编程的正确性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章系统数学模型的建立和仿真

第三章系统硬件构成

第四章试验研究

第五章动态加载系统控制方法研究

第六章结论与展望

附录A：数字控制软件界面

附录B模拟电路原理图

附录C电气系统图

附录D台架系统图

致谢

参考文献