PIND用沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真建模與實(shí)現(xiàn).pdf

1、顆粒碰撞噪聲檢測(cè)(Particle Impact Noise Detection，PIND)試驗(yàn)是進(jìn)行多余物檢測(cè)的有效手段，對(duì)提高國(guó)防電子系統(tǒng)的可靠性有重要意義。沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)是 PIND系統(tǒng)的重要組成部分，能模擬真實(shí)環(huán)境中脈沖激勵(lì)，激活束縛在被測(cè)試件腔體內(nèi)部的多余物顆粒并使之游離，可有效提升 PIND系統(tǒng)的檢測(cè)能力。針對(duì) PIND方法中沖擊加速度強(qiáng)度不高、峰值穩(wěn)定性差和沖擊校準(zhǔn)試驗(yàn)不易收斂、收斂速度慢等問(wèn)題，本文對(duì) PIND檢測(cè)設(shè)備

2、中沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。
　　首先，本文提出沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。依據(jù) PIND方法中的沖擊試驗(yàn)規(guī)范，提出沖擊試驗(yàn)條件；基于系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性分析，提出沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)；依據(jù)自動(dòng)控制理論，制定沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)的總體方案，分別提出硬件方案設(shè)計(jì)和軟件方案設(shè)計(jì)。
　　其次，建立電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型并辨識(shí)模型參數(shù)。通過(guò)分析電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和工作原理，基于質(zhì)量-彈簧力學(xué)系統(tǒng)建立電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)沖擊過(guò)程模型，

3、確定沖擊加速度峰值與工作臺(tái)速度間的關(guān)系；基于電磁理論和動(dòng)力學(xué)理論，建立電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型，采用系統(tǒng)辨識(shí)的方法估計(jì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)模型參數(shù)，確定振動(dòng)臺(tái)輸入電壓與工作臺(tái)加速度間的關(guān)系。通過(guò)工作臺(tái)的速度與加速度間的微積分關(guān)系，建立振動(dòng)臺(tái)輸入電壓與沖擊加速度峰值間的聯(lián)系。
　　然后，建立基于PID控制的沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型并優(yōu)化模型參數(shù)。依據(jù)PID控制原理及其性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)PID控制器；應(yīng)用Simulink工具，建立沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模

4、型；基于系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)特性，確定PID控制器模型參數(shù)；建立系統(tǒng)反饋信號(hào)模型，分析影響系統(tǒng)偏差的關(guān)鍵因素，尋找最優(yōu)控制策略，確定系統(tǒng)給定輸入與工作臺(tái)速度間的關(guān)系。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于速度反饋的沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)速度的控制誤差保持在5％以內(nèi)。
　　最后，搭建沖擊閉環(huán)控制系統(tǒng)的軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。分別設(shè)計(jì)沖擊閉環(huán)電路、加速度采集電路、主控電路和功率放大電路等電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件環(huán)境；針對(duì)沖擊校準(zhǔn)試驗(yàn)不易收斂、收斂速度慢等問(wèn)題，提出基于