CFETR遙操作維護系統(tǒng)水壓驅(qū)動PID控制技術(shù)的研究.pdf

1、CFETR(China Fusion Engineering Testing Reactor)是一種低溫超導(dǎo)托卡馬克核聚變裝置，在其運行期間，包層直接面向等離子體聚變物質(zhì)，由于真空室內(nèi)部具有超高溫，強磁場，高能中子輻射等極端惡劣的環(huán)境條件，包層的壽命及性能會受到強烈的影響，因此在停機之后需要利用遙操作的方式對包層進行現(xiàn)場維護。
　　本論文:CFETR遙操作維護系統(tǒng)水壓驅(qū)動PID控制技術(shù)的研究，其意義在于從包層維護的主機械手功能要求

2、及機械結(jié)構(gòu)特性出發(fā)，對其振動特性、結(jié)構(gòu)強度等方面進行了數(shù)值仿真分析。另一方面，對水壓系統(tǒng)不同的PID控制策略進行了分析與實驗驗證，為后續(xù)的包層維護優(yōu)化設(shè)計提供了設(shè)計經(jīng)驗和有效的理論參考。本文重點的研究內(nèi)容如下:
　　根據(jù)液壓缸和伺服閥的工作原理，建立閥控液壓缸控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，基于Simulink對活塞桿的位移進行動態(tài)性能分析，并采用不同的控制策略對PID控制器參數(shù)進行整定。首先基于Ziegler-Nichols方法對PID控制

3、器進行校正，由于其采用的是線性定長組合控制，不適應(yīng)系統(tǒng)中其他參數(shù)的變化，魯棒性不好，活塞桿響應(yīng)曲線的調(diào)整時間和超調(diào)量偏大，不能達到理想的控制效果。將PID控制器與模糊自整定相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)的變化特征完成對參數(shù)在線修整，能夠抑制干擾以及噪聲，控制效果基本上要優(yōu)于Ziegler-Nichols整定，但模糊控制系統(tǒng)自學(xué)習(xí)能力較差，對模糊邏輯的設(shè)定比較費時。結(jié)合上述控制策略的優(yōu)缺點，提出將粒子群優(yōu)化算法與PID控制相結(jié)合，相比較于Ziegler