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题目:风洞转台的虚拟设计、协同仿真与PLC控制

关键词:风洞转台;虚拟设计;协同仿真;PLC

  摘要

风洞试验一直是飞行器研制开发中不可缺少的有效试验手段。本论文研究对象为某沙尘风洞中调整试件吹风方向的转台系统。文中围绕转台系统研制的技术需求,对所涉及的虚拟设计、协同仿真、PLC控制等关键技术进行了研究,并进行了初步原理试验。 首先根据风洞转台系统的使用及性能要求完成了载荷计算、主要零部件的设计,然后基于虚拟设计理论采用UG绘制了转台系统的三维实体图,在计算机中实现了零部件的装配;第三章中详细比较了变频器的各种控制策略,根据转台系统的性能要求选择了恒压频比控制方式的变频器,并建立了在此方式下变频器和异步电机的数学模型;第四章中将转台的机械系统模型导入ADAMS/View环境中,采用ADAMS/Controls模块生成了Matlab环境中描述转台系统的样机子模块;再采用Matlab/Simulink基于恒压频比方式的变频器和异步电机数学模型搭建了转台系统控制模型,位置环采用类似于比例控制的查询表方式,将前面生成的转台系统样机子模块添加到控制系统中即完成了转台系统机电一体化的仿真模型;最后,运行仿真模型,获取协同仿真结果,同时可在仿真过程中动态的观察转台系统运行效果。 在完成了转台的机械系统、控制系统设计和协同仿真后,按照仿真时采用的控制算法编制了PLC控制程序,搭建了实验室环境下的半实物仿真平台,并采用VC++编制了远程操控程序,使得转台系统除了可在本地控制面板上操作外,还可通过RS485总线进行远程控制,并实时的显示转台系统的运行状况。文中第五章较为详细的介绍了上、下位机的通讯原理及程序编制流程。最后,给出了全文的结论及展望。