飞机机轮径-侧向压力试验台控制系统的设计

摘要

飞机机轮径-侧向静态力学性能对飞机运行的稳定性和安全性至关重要。目前，国内仅有三台用于飞机机轮径.侧向静态力学性能检测的试验台，且均为上个世纪六七十年代的设备，技术水平落后，智能化程度低。因此，急需研制具有高精度、高可靠性以及高自动化程度的飞机机轮径-侧向压力测试装置，以满足飞机机轮径-侧向静态力学性能测试的需求。 径-侧向压力载荷试验是飞机机轮静态力学性能试验中的重要组成部分。本文针对飞机机轮径-侧向压力试验台的整体要求，对控制系统的总体功能和总体方案进行设计，构建基于“液压系统.传感器与变送器-PLC-工控机”的硬件架构，采用模糊PID算法试验对飞机机轮径-侧向压力试验台液压比例溢流阀开度的有效控制，并在S7-300PLC上成功实现。针对液压系统的大时滞、非线性等特性，为了实现测试系统的高精度和高可靠性要求，对试验台压力控制系统采取模糊参数自整定PID控制算法，利用STEP7中的指针寻址查表方法实现在线查询功能，实现PID参数的在线自整定。为了确保控制系统通讯的高可靠性和高稳定性，采用MPI通讯方式并在Delphi开发环境中调用PRODAVE S7动态链接库函数实现工控机与PLC之间的通讯。 本试验台可以进行径向独立加载试验和径-侧向联合加载试验，用于测试飞机机轮的静态力学性能参数，包括机轮的静强度和刚度，现场运行结果表明，飞机机轮径-侧向压力试验台运行效果良好，压力反馈超调小，调节时间短，跟随性好，控制精度高，达到预期的设计目标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2课题研究的国内外发展现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3相关开发技术

1.3.1 PLC技术

1.3.2面向对象的程序设计方法

1.3.3 Delphi编程语言

1.3.4动态链接库技术

1.4论文的研究内容及结构安排

第二章飞机机轮径-侧向压力试验台控制系统整体设计

2.1控制系统的结构及工作原理

2.1.1控制系统的设计要求

2.1.2控制系统的结构及原理

2.2控制系统的整体方案设计

2.2.1硬件方案设计

2.2.2软件方案设计

2.3本章小结

第三章飞机机轮径-侧向压力试验台控制系统硬件设计

3.1工控机与PLC的选型

3.1.1工控机的选型

3.1.2 PLC的选型

3.2液压系统硬件设计

3.3控制系统电气部分设计

3.3.1电机控制主电路

3.3.2I/O模块设计

3.3.3比例溢流阀设计

3.4硬件抗干扰措施

3.4.1保护电路设计

3.4.2电磁兼容性设计

3.5本章小结

第四章飞机机轮径-侧向压力试验台控制系统软件设计

4.1上位机软件设计

4.1.1上位机软件模块规划

4.1.2上位机软件界面设计

4.2下位机软件设计

4.2.1程序结构

4.2.2结构化的程序设计

4.3控制系统的通讯实现

4.3.1通讯网络的选择

4.3.2 PRODAVE S7通讯函数

4.3.3建立地址表

4.3.4建立连接

4.3.5读PLC内部资源

4.3.6写PLC内部资源

4.4软件抗干扰措施

4.5本章小结

第五章飞机机轮径-侧向压力试验台控制系统控制算法

5.1飞机机轮径-侧向压力试验台控制方案决策

5.1.1控制方案分析

5.1.2控制方案决策

5.1.3飞机机轮径-侧向压力试验台控制系统分析

5.2模糊自整定PID控制

5.2.1数字PID控制算法

5.2.2模糊控制

5.3模糊自整定PID控制器的设计

5.3.1控制系统算法的可行性研究

5.3.2模糊控制器结构的确定

5.3.3输入输出变量的模糊化接口设计

5.3.4模糊推理算法设计

5.3.5 PID控制器参数自整定解模糊方法选择

5.4控制算法的PLC实现

5.4.1输入量的模糊量化及其程序设计

5.4.2模糊控制查询表的程序设计

5.4.3 PID参数的去模糊化程序设计

5.5本章小结

第六章现场试验与结果分析

6.1现场调试与试验

6.1.1试验设备

6.1.2试验过程与步骤

6.2试验结果及数据分析

6.3本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果