基于计算机调压铸造的综合测试系统设计

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为提高调压铸造技术的工艺精度,降低实验人员的劳动强度,提高生产效率,本文针对调压铸造控制系统开展了研究工作。 论文在调压铸造工艺流程以及技术要求的基础上,根据合作方要求的气路结构图,提出了采用计算机对TY-2型调压铸造系统进行控制的设计方案。整个系统由上位测试机和下位控制机组成,上位机负责数据的采集、显示,并发送控制命令给下位机;下位机根据上位机的指令对系统中的各执行元件进行控制。根据铸造过程的工作原理,设定了调压铸造过程的控制步骤。文中详细讨论了分布式计算机控制系统中上位测试计算机系统采用组念软件LabVIEW实现的上位机应用程序,包括压力传感器标定程序、曲线输入程序、数据采集程序、串行通讯程序等。通过调试,各个程序能够正常运行,实现所需要的功能。研究了软件方面采取的防止误操作的措施,保证系统运行的安全性与可靠性。文章还根据系统需要实现的功能进行了硬件结构的设计,介绍了上位测试机中各种板卡的选择,连接及测试方法,以及硬件方面的抗干扰措施。 论文通过机理分析方法确定了系统各个部分模型的结构,得到了广义被控对象的模型。利用系统辨识方法,设计了辨识的输入信号和相关的辨识方案,进一步确定了模型的参数。在原PID控制律的基础上,针对系统中输入压力有扰动及耦合的情况,作者利用现代控制理论的方法设计了基于状态空间的全状态反馈线性二次型控制器,从仿真结果来看,上下腔压力均可准确的跟踪期望压力,满足系统要求。由于该模型中的压力变化速率不能实测,采用了状态观测器,并构成了补偿机制,仿真表明这种方法能够满足系统的指标要求。 论文探讨了传感器故障检测及诊断的重要意义及方法,分析了调压铸造控制系统的主要故障形式,并在此基础上提出了容错控制的思路和方法。
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