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变速器试验台是用于检测变速器质量的试验设备。通过变速器试验台对变速器进行下线出厂性能检测来检查变速器在加工和装配过程中是否出现质量问题,保证了变速器的出厂质量。变速器试验台控制系统作为变速器试验台的核心,其性能的优劣将直接影响变速器试验台的测试性能以及试验结果。变速器试验台控制系统的研究对于提高变速器试验台的控制精度、改善变速器试验台测试性能、保证性能检测试验结果可靠性等方面都具有重要的意义。 本文以沈阳华晨动力机械有限公司变速器装配线项目为依托,研究设计了变速器试验台控制系统。采用的基于公共直流母线电封闭式的控制系统结构相比其它形式具有系统结构简单、能量利用率高、系统稳定可靠等优点。并提出了采用基于遗传算法的PID参数优化整定方法对控制系统中的PID控制器参数进行优化整定,简化了调试中的PID整定过程,确保了控制系统的控制精度。 本文首先分析了变速器试验台加载控制系统,简述变速器试验台的加载试验原理,研究了异步电机矢量控制理论,建立了变速器试验台加载控制系统模型,为加载控制系统的转矩和转速PI控制器设计以及加载控制系统的MATALAB仿真模型建立提供了理论支持。分析研究了基于遗传算法的PID参数整定方法,设计了基于遗传算法的PID参数整定MATLAB程序,设计了加载控制系统的转矩和转速PI控制器。 然后介绍了本文采用的变速器试验台控制系统结构,并根据变速器试验台控制系统结构和总体要求对变速器试验台控制系统进行了设计,对控制系统的关键部件进行了硬件选型,构建基于PROFINET的控制系统网络结构。并对PLC与SINAMICS S120间的通信进行了分析和设计,根据变速器试验台的功能要求以及工作原理,设计开发了PLC控制程序和上位机WinCC监控程序。 最后搭建了变速器试验台加载控制系统的MATLAB仿真模型,并利用遗传算法对转矩和转速PI控制器参数进行了优化整定,利用搭建的变速器试验台加载控制系统MATLAB模型对变速器的加载试验进行了仿真实验,并根据整定出的转矩和转速PI控制器参数对变速器试验台实际加载控制系统的转矩和转速控制环PI控制器参数进行了设定,并进行了相应的变速器加载试验,转矩和转速控制效果良好。 本文研究设计的变速器试验台控制系统满足了变速器性能检测试验的各项要求,系统运行稳定可靠。