高精度油冷却机控制系统的研究与设计

【摘要】随着科技的发展，高精度加工扮演着越来越重要的角色。稳定工作的数控机床是高精度加工的保证。影响数控机床稳定的主要因素是热误差。油冷机通过对机床润滑油冷却来稳定机床工作的温度，减小机床工作的热误差，从而确保加工精度。目前国产油冷机存在着精度不高的缺点，因此设计出高精度的油冷机控制系统有着非常重要的现实意义。论文分别对油冷机控制系统的硬件、软件进行设计。然后用实测数据来验证温度测量精度，在控制上用MATLAB对控制算法进行仿真，最终完成高精度油冷机控制器的设计。论文首先分析了油冷机应用的现状和发展趋势，提出高精度油冷机控制系统的总体设计方案，并从测量精度的保证、控制精度的实现等方面，对方案进行了详细的分析与深入的研究。依据油冷机控制系统的总体构架，论文分模块的设计了硬件电路。硬件电路包含开关电源电路、相序检测电路、温度测量电路、报警输入电路、温度控制输出电路、报警输出电路、电子膨胀阀控制电路、TFT触摸屏控制输出电路以及STM32处理器工作电路。同时对于硬件电路设计中应该注意的电磁兼容做了相应的介绍，并在PCB电路制版中予以实现。接着，论文阐述了高精度油冷机控制系统的软件编程方法，并对μC/OS-II的移植和油冷机控制系统的工作模式做了详尽的剖析。对TFT触摸屏驱动的编程实现、高精度测量、相序检测等功能的实现做了简要的介绍。然后，论文对设计的油冷机控制系统进行了调试，提出了在硬件电路的测试和运行时应该注意的问题。对温度进行了测量实验，并就测量得到的数据进行分析，对误差进行补偿。论文还对温度控制的算法进行了分析介绍。阐述了PID控制算法的和模糊控制算法的优缺点，并把它们结合，实现优势互补以提高油冷机的温度控制的精确性。对PID控制的理论、模糊控制规则的建立、控制参数的生成等步骤做了详细的说明。然后在MATLAB上进行仿真验证，实验结果证明结合模糊控制的PID控制算法可以很大程度上提高温度控制的精度。最后，论文对所进行的研究和设计工作做了总结，并对设计实现的高精度油冷机控制系统进行了评价与展望。
【作者】张蒙孟；
【导师】冯建文；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】高精度；油冷机；硬件设计；μC/OS-II；TFT触摸屏；模糊控制；PID控制；

【参考文献】
[1]郭玉琴.公元前5世纪雅典与西西里的关系[D].西南大学,世界史,2014,硕士.
[2]狄国勋.中金岭南公司治理结构研究[D].中南大学,工商管理,2004,硕士.
[3]马垒.张仲景辨治短气的规律研究[D].北京中医药大学,中医临床基础,2013,硕士.
[4]徐良成.中国货币政策调控通货膨胀的效应研究[D].辽宁大学,金融学,2012,硕士.
[5]李富霞.ZSM-5和γ-Al_2O_3系列催化剂同时脱硫脱硝性能研究[D].北京化工大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[6]李运才,袁纪武.化学事故应急救援知识讲座第二讲化学事故应急救援体系的建设[J].劳动保护.2003(11)
[7]包尔汉·卡哈尔.浅论企业教育培训在企业体制改革中的定位[J].新疆石油教育学院学报.2000(04)
[8]郝军军.高速滑动电接触构件微振动的检测与分析研究[D].燕山大学,仪器仪表工程,2014,硕士.
[9]曾田田.交通事故认定书责任认定标准探讨[D].兰州大学,行政法（专业学位）,2013,硕士.
[10]李清站.美国国会议员决策行为分析与对华投票[D].外交学院,国际关系,2004,硕士.
[11]刘宁,孙鹏森,刘世荣,孙阁.WASSI-C生态水文模型响应单元空间尺度的确定——以杂古脑流域为例[J].植物生态学报,2013,02:132-141.
[12]陈美娜.基于WEB使用挖掘的智能个性化系统研究[D].河北工业大学,2004.
[13]李其敏.多用途三维测量施工程序的应用[J].石油地球物理勘探,1994,S1:163-165+174.
[14]朱振华.石墨烯传感性能理论计算[D].华中师范大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[15]江华妍.信任修复过程中信念和策略的作用[D].曲阜师范大学,应用心理（专业学位）,2013,硕士.
[16]刘明洋.基于连续小推力空间太阳能电站静止轨道保持方法研究[D].哈尔滨工业大学,航天工程,2014,硕士.
[17]甄照华.信用联社人力资源管理系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2011,硕士.
[18]高进涛.基于相图的语音干扰效果评估测度技术研究[D].电子科技大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[19]钟武军.企业物流外包分析研究[D].华东师范大学,世界经济,2004,硕士.
[20]王银河,胡钧,崔乐远,章云.基于参数辨识和T-S模糊模型的一类非线性系统镇定控制器设计[J].控制与决策,2012,06:919-922+928.
[21]李爱英.会计信息质量与公司投资效率[D].江西财经大学,会计学,2013,硕士.
[22]林波.开放式基金销售渠道研究[D].西南财经大学,工商管理,2004,硕士.
[23]刘雪姣.我国农村休闲体育开发研究[D].华中师范大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[24]姜永全.佛经翻译及其对中国学术思想的影响[D].中国海洋大学,外国语言学及应用语言学,2003,硕士.
[25]邹正华.篮球运动过程中心理应激对不同特质焦虑运动员免疫功能的影响[D].安徽师范大学,体育教育训练学,2004,硕士.
[26]马晓军,杨宗民,刘春光,曾庆含.电力电子器件的实时仿真[J].电力系统自动化,2013,18:108-112.
[27]李维彦.利用测井资料分析裂缝充填特征与古应力场研究[D].长江大学,地球探测与信息技术,2014,博士.
[28]罗纪康.鸡新城疫灭活疫苗生产关键环节质量控制[D].南京农业大学,兽医,2011,硕士.
[29]刘磊.中国汽车零部件企业如何实施客户关系管理[D].东南大学,2005.
[30]潘如燕.三阴性乳腺癌中E-cad、P53和Ki-67的表达与临床病理特征的关系[D].苏州大学,病理学与病理生理学,2013,硕士.
[31]曹正坤.大倾角液压支架稳定性及关键部件有限元分析[D].辽宁工程技术大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[32]王小龙.瑞士制成首个辉钼芯片[N].科技日报,2011-12-07002.
[33]李庭晏,宋式斌,黄达武.高校管理信息系统建设的任务与实施方案[J].教育信息化,2002,S1:3-4.
[34]蒋朝哲.川财证券经纪公司电子商务方案研究[D].西南交通大学,2003.
[35]赵治安,倪自丰,黄国栋,陈国美,黄华栋,赵永武.医用超高分子量聚乙烯/氧化石墨烯复合机理研究[J].塑料科技,2015,06:35-40.
[36]任敏.民间资本进入银行业的进入壁垒分析及策略选择[D].厦门大学,产业经济学,2014,硕士.
[37]王维.汽车前大灯随动转向控制及动态特性仿真研究[D].武汉理工大学,车辆工程,2012,硕士.
[38]公晓.二肽衍生物自组装材料的制备及其药物缓释性能研究[D].东华大学,2014.
[39]冯发明.湖北高等农业教育现状剖析及对策研究[D].中国农业大学,种植业,2004,硕士.
[40]吴宁鹏.鸡组织中常山酮残留的ELISA检测方法和HPLC检测方法研究[D].中国农业大学,基础兽医学,2004,硕士.
[41]吴玫.坡面水系工程对土壤理化性质及土壤流失的影响[D].西南大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[42]马士林.高炉喷吹煤粉燃烧过程的数值模拟[D].大连理工大学,热能工程,2013,硕士.
[43]杨涛.唑来膦酸辅助治疗骨巨细胞瘤的基础研究与临床新方法的初步应用[D].南方医科大学,骨外科学,2014,博士.
[44]张永江.模糊神经网络结构优化及系统性能评估研究[D].兰州理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[45]罗斌,王宝彬.随钻地震波场空间传播特征研究及应用[J].石油地球物理勘探,2005,01:58-64+70-17+126.
[46]陈蓓.控制系统重构技术在高生存力飞行控制系统设计中的应用[D].西北工业大学,导航、制导与控制,2004,硕士.
[47]张连凯.高弹性塑料合金联轴器温度场研究[D].重庆大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[48]韩敏,刘晓欣.基于互信息的分步式输入变量选择多元序列预测研究[J].自动化学报,2012,06:999-1006.
[49]吕碧洪.MEA/离子液体混合水溶液吸收CO_2的传质—反应机理[D].浙江大学,环境工程,2014,博士.
[50]林一平.研究开发中的隐身运输机[J].飞航导弹.2000(05)