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电涡流测功器系统优化控制研究 摘要 摘 要 电涡流测功器是检测发动机功率、扭矩、转速和油耗的台架试验 设备，是许多科研部门和动力机械生产厂进行车辆台架试验的基础设 施，因此对测功器及其控制系统的性能有很高的要求，要具有高精度、 高可靠性、高自动化程度、稳定性能好、信息处理交换方便等特点。 目前我国仍有部分试验台采用分立仪表及操作按钮进行测控，对 信息处理带来许多不便。为了适应发动机测试的多点化、高精度、自 动化、数字化和高可靠性的发展需求，需对原系统进行数字化改造， 开发以工业控制计算机为核心的多功能测控系统。 本文研究的重点工作是将原操作盘控制的电涡流测功机的测控 系统进行数字化改造，并研究智能数字PID控制在电涡流测功器系 统中的实现。 本文在广泛查阅大量国内外有关文献的基础上，为实现电涡流测 功器智能负荷控制，开展了与电涡流测功器优化有关的智能PID控制 软硬件理论和实现技术研究，包括控制系统硬件接口及其改造、测控 接口箱研制、智能PID优化理论与应用、监控软件编制、系统调试投 运等。采用自动化组态软件和工业控制计算机，针对预期研究目标， 实现了电涡流测功器系统采用智能数字PID控制的功能，完成了测控 系统的手动工况与自动工况的无扰动切换，以及数据自动采集与处 理，为被测发动机和电涡流测功器能在恒转速、恒扭矩和自动工况特 性下实现智能PID负荷控制打下了良好基础。 研究课题开发的集丰冬制界面组态、对象构造、控制系统构成、控 制变量的传递于一体的集成仿真优化方案，通过在工控组态软件环境 中引入通用的仿真优化软件MATLAB，借助于通用的数据动态交换 电涡流测功器系统优化拄制研究 摘要 (DDE)技术，可实现对工控组态软件的组态算法进行建模(辨识)、 仿真与优化的需求。采用MATLAB模拟实际过程的动态特性，用 MATLAB构造过程对象，由工控组态软件的组态算法组态，采用组 态软件的控制策略生成器中的PID调节器作为仿真系统的控制器。组 态软件的实时数据库与MATLAB之间通过DDE进行数据交换。通过 利用MATLAB辨识的各种工况的被控对象，可实现对组态的控制方 案进行检验和参数优化。 本文在分析比较常规PID参数整定方法、PID参数优化整定技术、 基于人工神经网络智自gPID控制技术和基于遗传算法的PID参数优化 技术的基础上，通过对智能型PID调节器进行大量计算机仿真模拟试 验，课题采用遗传算法对PID参数优化，实现了多输入多输出(MIMO) PID回路的转速和扭矩的快速跟踪调节和抗扰动控制的最优PID控制 方法和控制策略。 课题研究改造的数字化电涡流测功器系统已在现场投入使用，结 果表明能够在各种工况下稳定运行，满足现场试验要求。 关键词：电涡流测功器，仿真，遗传算法，参数优化，组态软件 电涡流测功器系统优化控制研究 Abstract Eddy-currentisakindof Ergograph experimental equipment totest and engine power，torque，rotating speedfuel-consumption． deviceitcansimulatekindsofstationof Byloading many engine in canalso simulate of practicalrunning．It power