智能气垫转运车及其控制方法的研究

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摘要

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第一章 绪论

1．1 气垫车概述

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 气垫车研究现状

1．2．2 气垫相关控制方法简介

1．3 ITER及其部件转运车项目概况

1．3．1 ITER项目概况

1．3．2 用于ITER环境的转运车研究现状

1．3．3 气垫车的应用与发展趋势

1．4 课题来源及研究的目的和意义

1．4．1 课题来源

1．4．2 目前气垫车存在的问题

1．4．3 研究的意义

1．5 论文主要的研究内容

第二章 智能气垫转运车的系统构建

2．1 气垫车的应用背景与设计要求

2．1．1 ITER实验场地概况

2．1．2 ITER车厢系统对气垫车设计要求

2．2 气垫车系统设计

2．3 气垫车本体结构设计

2．3．1 气垫车车架结构设计

2．3．2 驱动行走单元

2．3．3 卷盘机构

2．4 气垫车气压驱动系统设计

2．4．1 气垫车的气压驱动设计

2．4．2 气垫承载单元

2．4．3 气垫参数计算

2．4．4 气垫负载能力分析

2．5 气垫车控制架构设计

2．5．1 控制系统设计

2．5．2 传感器配置

2．6 本章小结

第三章 气垫的气动模型、理论与数学描述

3．1 气垫孔口出流的基本控制方程

3．1．1 气垫孔口出流的流动条件

3．1．2 气垫的雷诺方程

3．1．3 气垫N-S方程

3．1．4 气垫质量流量计算

3．1．5 气垫伯努利方程

3．2 气垫运动的微分方程

3．2．1 气垫的能量守恒方程

3．2．2 气垫压力微分方程

3．3 气垫伺服驱动的数学模型

3．3．1 比例阀的数学描述

3．3．2 比例阀的出口流量公式

3．3．3 气垫的传递函数

3．3．4 气垫伺服驱动系统参数及具体模型

3．4 本章小结

第四章 气垫PID控制方法的研究

4．1 PID控制简介

4．2 气垫飞高的常规PID控制

4．2．1 Z-N经验法

4．2．2 临界振荡整定法

4．3 基于内模PID的气垫飞高控制

4．3．1 内模PID(IMC-PID)控制器设计

4．4 气垫车飞高模糊PID控制

4．4．1 模糊PID控制器设计的一般步骤

4．4．2 模糊自适应PID控制的气垫位置追踪

4．5 本章小结

第五章 气垫飞高的滑模控制方法研究

5．1 智能控制方法概述

5．1．1 滑模控制

5．1．2 滑模控制器设计

5．1．3 反演控制

5．1．4 自适应反演控制器设计

5．2 气垫控制的状态方程

5．3 气垫的滑模控制方法研究

5．4 气垫反演自适应滑模控制方法研究

5．4．1 气垫飞高的自适应反演滑模控制器设计

5．4．2 基于压力输入的自适应反演滑模控制

5．5 本章小结

第六章 气垫控制方法的仿真实验研究

6．1 气垫控制模型的仿真实验研究

6．1．1 气动系统仿真方法简介

6．1．2 AMESim建模的一般步骤

6．1．3 Matlab／Simulink与AMESim联合仿真

6．2 Matlab／Simulink与AMESim的联合仿真实验

6．2．1 气垫飞高仿真

6．2．2 气垫PID控制的联合仿真研究

6．2．3 气垫模糊PID控制的联合仿真研究

6．3 气垫反演自适应滑模控制仿真

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果