海泥力学特性实验台测控系统设计与研究

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在深海多金属结核开采过程中,海底作业车要在水深5500m左右的海底软泥上行走。对其行走影响最大的海底底质沉积物为含水率极高的硅质粘土,其塑性指数高,内聚力小,具有触变特性,呈流塑状,是一种完全不同于陆地的底质。海底作业车在采矿过程中,极易沉陷和打滑而无法行走。故履带与海泥的相互作用力学行为特性的研究是至关重要的。因而,研究开发履带和海泥力学特性实验的测控系统是必要的,可为海底作业车在软海泥上稳定行走机理研究提供技术手段。 本文的主要内容: 1.介绍了海泥实验系统原理,设计了具有变频调速特性的电力拖动系统; 2.基于LabVIEW软件开发了海泥力学特性实验台测控系统,其中包括硬件和软件系统设计。 3.设计了基于LabVIEW软件的PID控制器,实现了对实验台运转速度的闭环控制。 4.开发了测控系统后处理软件,对实验数据进行剔除奇异项和平滑滤波等处理。 5.完成了履带与模拟海泥力学特性实验,并获得了载荷—沉陷实验曲线和剪切应力—位移曲线,为海泥地面力学特性研究提供了基础。
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