大型液氮制冷式深冷處理設(shè)備控制策略的研究.pdf

1、深冷處理是一門新興的材料處理技術(shù)，可以顯著提高材料的力學(xué)性能和使用壽命，在裝備制造、加工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。深冷處理的關(guān)鍵技術(shù)之一就是如何方便、快捷的獲得低廉、可靠且可控的低溫環(huán)境。深冷處理設(shè)備機械結(jié)構(gòu)的制造工藝已經(jīng)相當成熟，且趨向標準化。而其控制策略及相關(guān)算法的研究相對滯后，且不能在實際設(shè)備中得到很好地應(yīng)用。本文針對大型深冷處理設(shè)備節(jié)能控制、溫度場均勻性、測溫精確性及系統(tǒng)穩(wěn)定性四個關(guān)鍵問題進行了研究。主要完成的工作如下:
　

2、　論述了國內(nèi)外深冷處理技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，分析了深冷處理設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。分析了SLX-3500R大型深冷處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工作原理，對其控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行了探討;建立了SLX-3500R大型深冷處理設(shè)備的冷量控制模型，提出了深冷處理過程中的“過冷量”概念;為實現(xiàn)節(jié)能控制的目標，設(shè)計了“最佳過冷量控制算法”和“最優(yōu)換熱效率調(diào)節(jié)方法”;為實現(xiàn)對該設(shè)備超大工作腔內(nèi)溫度的準確測量，提出了“多點測溫、加權(quán)求和”的測溫方法;為實現(xiàn)溫度

3、場的均勻性控制，提出了“劃分溫區(qū)，多點控制”的控制策略，為各溫區(qū)內(nèi)冷量輔助調(diào)節(jié)端配置了改進后的Smith-PID控制器，并利用臨界振蕩和繼電反饋辨識的原理設(shè)計了PID參數(shù)整定模塊和模型參數(shù)辨識模塊;借助虛擬儀器LabVIEW技術(shù)和PLC控制技術(shù)研制了一套深冷處理測控系統(tǒng)，使本文所研究的控制策略和算法在軟件環(huán)境下得以實現(xiàn)，最后進行了離線仿真和實時控制結(jié)果的分析，結(jié)果證明該控制系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。
　　本論文的研究工作主要是針對具有超大