受电弓滑板材料高速载流摩擦实验机数字控制系统

【摘要】：本文以国家863计划课题"Ti3SiC2系材料在高速列车受电弓滑板的应用”为依托,以此课题中重要的实验装备——受电弓滑板材料高速载流摩擦实验机为研究对象,为其设计了一套数字控制系统,并针对该实验机数字控制系统的关键技术问题展开了研究。 控制系统的设计是以系统模型为基础的,因此本文首先建立了实验机各主要组成部分的数学模型,并在真实参数下,对控制系统的主要研究对象——受电弓模拟器的数学模型进行了进一步的仿真研究,分析了受电弓模拟器的时域特性和频域特性。以此模型为基础,针对数字控制器的设计要求,提出了双机控制的解决方案,采用了xPC Target的实时内核,并研究了xPC Target与labvIEW软件的接口技术,使控制系统软件同时具备了xPC Target实时性、可靠性以及labvIEW界面友好的特点。 针对受电弓模拟器的速度闭环控制系统自身存在的问题,提出了以零相位控制策略为基础的解决方案,并完成了零相位控制器的设计和仿真分析。分析结果表明在模型已知的前提下,零相位控制系统的实现了完美跟踪控制的效果。 最后,通过实验的方法,研究了受电弓模拟器速度伺服系统的模型准确性和以此模型为基础的零相位控制器的控制效果。实验结果表明,理论模型基本与实际系统相一致,相比于原闭环控制系统零相位控制系统的控制误差大大降低,达到了设计要求。