可變慣量高速轉子試驗臺自動控制系統(tǒng)設計和應用.pdf

1、可變慣量高速轉子試驗臺自動控制系統(tǒng)設計源于浙江大學化工機械國家重點學科“轉子高速旋轉試驗臺改造”項目的子項目，其主要目的是實現轉子高速旋轉試驗臺的自動化控制，消除原有手動操作控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差、試驗數據無法完整記錄等缺點。它是涉及機械、電機、自動控制、軟件等多領域的系統(tǒng)工程項目。 首先，本文在綜述轉子高速旋轉試驗臺國內外研制和應用的基礎上，以ZUST4+葉輪超速旋轉試驗臺為例，簡要介紹可變慣量高速轉子試驗臺主機結構、潤滑系統(tǒng)、真空

2、系統(tǒng)、電器控制及儀表顯示系統(tǒng)等組成部分，說明由工業(yè)控制計算機和PCI數據采集卡等構成的試驗臺自動控制系統(tǒng)的硬件組成和工作原理。 其次，本文詳細說明試驗臺自動控制系統(tǒng)軟件功能、總體設計和主要功能模塊實現，介紹采用多線程和線程同步技術實現試驗臺主軸轉速測量、阻尼器振動振幅測量和主軸轉速控制過程協調和同步的方法。 由于被控對象是轉動慣量隨試驗件變化的高速轉子系統(tǒng)，由計算機自動控制系統(tǒng)通過直流電機調速系統(tǒng)實現間接控制?？刂葡到y(tǒng)的

3、構造比較復雜，難以確定控制對象的精確數學模型。因此，本文提出一種分類分段離散的數字PID控制算法，通過現場調試和優(yōu)化改進，較好地解決了可變慣量高速轉子實現升速、穩(wěn)速和降速三個過程中的控制問題，達到所要求的技術指標。本文設計的自動控制系統(tǒng)被應用于實驗室ZUST1型多功能高速轉子旋轉試驗臺和某公司ZUST4+型葉輪超速旋轉試驗臺，實現令人滿意的試驗自動控制過程。 最后，本文總結本項目完成的試驗臺自動控制系統(tǒng)的特點，指出可以進一步改善