【摘 要】
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人造金刚石具有硬度高、耐磨性好、导热率高以及电绝缘性良好等众多优异特性,广泛应用于工业生产的各个领域之中。随着科学技术的飞速发展以及工业生产水平的不断提高,人造金
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人造金刚石具有硬度高、耐磨性好、导热率高以及电绝缘性良好等众多优异特性,广泛应用于工业生产的各个领域之中。随着科学技术的飞速发展以及工业生产水平的不断提高,人造金刚石的需求量越来越大,品质要求也越来越高。金刚石是在高温高压的条件下通过催化剂下合成的,压力控制是合成金刚石的重要因素。传统金刚石压机压力控制系统采用粗放的控制模式,控制精度不高,控制效果不佳。因此,本文设计了一种新型的基于模糊PID控制的金刚石压机压力控制系统,采用模糊PID控制算法实现对非线性、大时变的压机压力系统的精确控制,改善压机压力控制系统控制性能,提高金刚石产品的品质。 本文首先介绍了金刚石压机压力控制系统的工作原理和控制要求,建立了液压系统的数学模型。简述了模糊控制理论的基本思想,说明了模糊控制系统的构成和基本工作原理。详细论述了模糊控制器的结构和原理以及设计模糊控制器的步骤,在此基础上设计了一种新型压机压力控制系统的模糊PID控制器。利用MATLAB软件的Simulink工具建立了压力控制系统的传统PID控制以及模糊PID控制仿真模型,并对两者进行了仿真比较。压力控制系统硬件部分基于DSP控制芯片TMS320F2812设计了DSP小系统、压力信号采集电路、电机驱动电路、直流电源以及LCD显示电路等。软件部分设计了系统的总体流程以及各子程序模块,包括初始化程序、压力检测子程序、A/D采样子程序、模糊PID算法程序,SPWM波的产生程序等。最后对所搭建的系统平台进行了实验,并对实验结果进行了分析。 仿真结果表明本文所设计的新型金刚石压机模糊PID控制系统与传统PID控制系统相比不仅超调小,响应时间也较快,整个过程以快速无超调量进入稳定状态,对遇到的干扰能迅速作出调节,以较小的偏差和较短的响应时间使系统重新达到稳定状态。实验结果表明本文所设计的模糊PID控制器具有响应速度快,控制精度高的特点,适合于金刚石压力控制系统的控制要求。
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