充罐法试验中空压机稳压排气方法研究

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1、国内图书分类号：TP216密级：公开国际图书分类号：621.38西南交通大学研究生学位论文充罐法试验中空压机稳压排气方法研究年级2015级姓名翟亚军申请学位级别工程硕士专业电气工程指导老师胡鹏飞副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TP216U.D.C:621.38SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONREGULATINGEXHAUSTMETHODOFAIRCOMPRESSORINTANKFILLINGMETHODTESTGrade:2015Candidate:ZhaiYajunAcad

2、emicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:ElectricalEngineeringSupervisor:HuPengfeiMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。（请在以上方框

3、内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1.通过充罐法试验探究了空压机排气量与转速、排气压力之间的关系，针对充罐法中排气压力无法稳定控制问题，设计了空压机排气压力控制系统，建立此系统的数学模型，并通过飞升曲线拟合法对该模型的参数进行了辨识。2.针对此排气压力控制系统，采用模糊自适应PID控制策略，设计了模糊PID控制器，并利用MATLAB进行仿真实验，通过与传统PID控制效果进行对比，验证了所选方案的有效性。3.设计了改进后的空压机排气量测试装置的气路系统，完成了排气压力

4、控制系统关键硬件的选型和上位机、下位机软件程序的编写，对整个装置进行现场安装、调试和运行，试验结果表明，本次设计实现了对充罐法空压机排气量测试过程中排气压力的稳定控制。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要空压机是一种通用型机械设备，在社会生产中已被广泛应用。针对轻轨列车，车

5、辆的制动系统和其他气动部分所需要的稳定气源主要是由空压机提供的，空压机的质量与可靠性直接对整车的制动性和安全性有着至关重要的影响。空压机排气量检测是空压机性能检测中最重要的一项检测，目前空压机排气量检测的方法主要有喷嘴法和充罐法，喷嘴法检测具有较高的测试精度，但其只适合在实验室进行检测，充罐法检测具有低功耗，检测时间短的优点，但其测量误差相对较大，因此对空压机排气量的检测方法进行研究分析，提出改进方案，设计出一套可以快速准确的测量排气量的方法是非常有必要的。本文首先介绍了往复式空压机的组成和工作原理，对比分析了目前空压机排气量测试方法中喷嘴法和充罐法的优缺点，用充罐法试验

6、探究了空压机排气量与排气压力和转速的关系，针对充罐法测量空压机排气量的测试过程中，由于无法实现排气压力的稳定控制而造成测试结果精度低的问题，采用了在其试验装置的基础上增加缓冲稳压装置的改进方案，设计了空压机排气压力控制系统并对其进行数学建模，利用飞升曲线拟合法对模型参数进行了辨识。在空压机排气压力控制系统控制策略的选择上，采用了模糊PID控制方案，设计了模糊PID控制器，利用MATLAB仿真软件对排气压力控制系统进行了仿真分析。根据排气压力控制系统设计方案，对整个改进后的空压机排气量测试系统的气路系统和控制系统的硬件连接图进行了设计，完成了试验装置中关键部件的选型。选用S

7、TM32作为控制器，LabVIEW作为上位机，完成了上位机和STM32控制系统软件程序的编写与调试。最后，本文对整个实验装置的安装过程进行了描述，分析解决了调试现场出现的各种问题。实验结果表明，本次设计的基于缓冲稳压装置的充罐法测量空压机排气量的方案测试精度较高，测试时间短，实现了预期的测试效果。关键词：空压机；排气压力；模糊控制；STM32；LabVIEW西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAircompressorisakindofgeneralmechanicalequipment,whichhasbe