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本文是来源于某研究所的“冷却风扇液压泵-马达传动试验台”项目,该试验台用于进行冷却风扇、液压泵、液压马达系统的试验及液压部件试验。本文主要讨论的是该试验台液压系统的油温控制问题。根据试验要求,本试验台在工作中,必须将液压油的工作温度维持在一定范围内,特别是在进行系统热平衡试验项目时,要求油箱温度的控制精确为±1℃以内。由于液压油的最高温度为130℃,而且油路系统各部分对温度的影响情况复杂,所以温度控制成了这个项目的瓶颈问题。 首先,在对液压系统温控方案和温控装置作了整体设计的基础上,提出用DSP作为数据采集系统的核心处理器,温度控制方法采用多级模糊控制器串联的方式,一级级减小温度跳动量,以保证最后的精度要求。 在硬件设计上,设计了一个基于DSP(Digital Signal Processor)的多通道高速数据采集系统,用来对液压系统中指定各个点的温度实现采集,并可将数据通过RS485网络传给工控机。该采集系统包括下列模块:电源模块、复位电路、晶体振荡器电路、外部总线扩展接口、JTAG接口、外部EEPROM接口、模拟信号采集模块、异步串行接口模块、D/A输出模块等。文中对系统的各个模块的设计进行了详细论述,并给出了原理图。 在控制方法上,本文作了三个方面的尝试,分别详细地论述了常规模糊控制器、参数自整定模糊PID控制器、带有自调整因子的模糊控制器的设计过程。 最后,以MATLAB为仿真平台,对传统PID控制器和模糊PID控制器的控制性能进行比较,仿真结果表明,模糊PID控制器的鲁棒性强,响应速度更快。所以本系统最终决定采用模糊PID控制。另外还通过改变自调整因子的值,比较分析模糊控制器的自调整因子对控制性能的影响。 仿真结果表明,将模糊控制方法用于本油温控制系统可以达到预期的效果,它将人们处理问题的经验方法和传统PID控制方法相结合,能够满足工业生产需要,具有较强的可行性和实用性。