● 摘要
随着我国铁路线路的不断加长，列车的数量也在逐年增加，而转向架是列车的重要组成部件，如何快速便捷的测试转向架的参数成为迫切需求，因此研究机车测试系统是一个重要的课题。本课题来源于中铁集团机车静态加载系统，是一个完整而典型的机电液控一体化系统。本文讨论了系统的整体设计、控制策略及算法、软件实现等方面。本文首先从静态加载系统的整体入手进行了理论设计分析，并在AMESim中对液压部分进行仿真验证。软件设计部分，利用“虚拟仪器”概念在LabWindows/CVI环境下解决伺服控制等问题。由于系统的特殊要求，加载分五个过程，在控制转换过程中，使用了模糊控制策略，用于解决切换抖振问题。伺服控制算法方面，先对系统在MATLAB下进行了位置控制和力控制的模型，首先使用了PID控制算法，并分析了仿真结果。但是系统的时变性和非线性，PID控制算法不能满足系统精度要求，而且抗干扰能力差。针对系统的上述特点，笔者考虑了使用模糊控制，但是由于模糊控制器的稳态控制精度差，并且存在静差等问题。文中重点讨论了能改善模糊控制的算法――模糊自适应PID控制算法。MATLAB仿真表明，模糊PID控制器在阀控非对称缸同步控制系统中，可以获得比传统PID控制更好的控制效果，可以满足系统的稳定性和同步精度。本文从系统整体设计入手，给出关键问题解决方法，对于设计类似系统有参考利用价值。