● 摘要
砂尘环境模拟试验设备是用于模拟复杂的沙漠环境的大型、多功能的试验系统，主要为武器装备的环境适应性试验提供砂尘环境试验平台。测控系统是试验设备的核心组成部分，属于典型的工业计算机控制系统。本文结合具体工程项目，围绕测控系统的关键技术，进行了系统总体设计、硬件系统集成与测控软件开发。论文首先介绍了砂尘环境试验系统的结构组成及主要技术指标要求，并进行测控系统的需求分析，在此基础上设计了集散型控制系统的总体方案，充分发挥其集中管理、分散控制的优势，进行环境参数的采集与控制。同时，对测控系统的关键环节进行详细研究和阐述。砂尘环境试验需要模拟一定温度、压力、风速和砂尘浓度的空气环境。环境参数具有非线性、时变性等特点，而且参数控制范围大，需要获得良好的控制品质，即控制精度高，稳定性好，超调量小，响应速度快。针对以上控制难点，本文提出了基于神经网络的PID控制方案，克服了传统PID控制的缺陷，提高了控制系统的自适应性和鲁棒性，对复杂的时变性和非线性控制系统，提供了有效的控制方法。本文在测控系统软件方面也进行了深入研究。针对测控系统的结构和需求，设计了统一数据模型，有效的解决了测控系统硬件和软件的耦合问题，提高了软件通用性。采用模块化的软件架构，增强了程序的可重用性。同时，在程序设计中引入设计模式的思想，提高了软件的复用性和可扩展性，实现了测控软件平台化的目标。基于以上研究，论文成功开发和实现了砂尘环境模拟试验测控系统，完全达到了设计指标，并完成了相关的环境试验。本文研究的测控系统，对类似的工业控制系统，有一定的借鉴意义。