[发明专利]旋转压实仪控制系统及综合控制方法

权利要求书

1.旋转压实仪控制系统，其特征在于：所述装置包括转速控制模块、角度控制模块、压力控制模块、位移传感器、防护门开关传感器、通信模块和主计算机；

所述转速控制模块包括电源装置、无刷直流电机和DSP；所述电源装置用于驱动无刷直流电机，所述无刷直流电机上的光电编码器将实时获得的无刷直流电动机转子位置和速度信号传输至DSP，所述DSP将位置信号转化成速度反馈信号，给定速度与速度反馈量形成转速误差和误差变化率，并作为无刷直流电机的速度控制器的输入量，输入量在DSP中通过处理后得到输出给定电磁转矩，与给定磁链一起通过滞环比较和开关状态选择环节后，由DSP的事件单元形成具有一定占空比的PWM信号控制量，通过隔离电路后对无刷直流电动机进行调速控制；

所述角度控制模块包括功率放大器、步进电动机、压实角调整机构、位移传感器和DSP，所述DSP用于实现步进电动机的位置控制和速度控制，在位置控制中，将角度给定信号与位移传感器检测到的实际角度反馈信号之差作为位置控制的输入量，再经过速度控制和功率放大器的处理后，所述DSP输出相应的脉冲至步进电动机，通过压实角调整机构实现对旋摆角度的控制；

所述压力控制模块包括DSP、步进电机、丝杆、试模和压力传感器，将压力设定值与下行过程中不断检测到的压头所承受压力之差作为DSP的输入量，DSP输出控制信号对步进电机进行控制，所述步进电机通过齿轮减速后驱动滚珠丝杠给沥青试模施加压实力；

通信模块与转速控制模块、角度控制模块、压力控制模块、位移传感器、防护门开关传感器连接，进行实时状态数据采集，经微处理器分组编码后，以USB格式送主计算机，并对接收的主计算机控制信号经行解码后分别送入相应的控制模块；

主计算机通过USB方式与通信模块进行信息传输，进行数据采集和发出控制信号，具体完成数据解码、存储、分析、状态显示、表格打印和参数调整功能。

2.根据权利要求1所述的一种旋转压实仪控制系统，其特征在于：所述电源装置包括三相交流电源、整流器和逆变电路，所述三相交流电源输出的交流电先经整流电路整流后变换为直流电，再通过逆变电路将直流电经过变换后输出，用于驱动无刷直流电机。

3. 用于如权利要求1至2任一所述的旋转压实仪控制系统的综合控制方法，其特征在于：所述方法包括转速控制、角度和压力控制；

所述转速控制是通过基于遗传算法的模糊自适应PI速度调节器对无刷直流电机进行直接转矩控制来实现，首先用模糊控制器推断出PI 控制器的参数，并根据模糊转矩控制系统中过程特性发生变化后，通过遗传算法和参数调整算法对模糊控制器的量化因子和比例因子进行优化处理和在线调整，其中，采用遗传算法离线粗调，采用参数调整算法在线优化细调；

所述角度和压力控制采用步进电机闭环控制方法。

4.根据权利要求3所述的综合控制方法，其特征在于：所述的基于遗传算法的模糊自适应PI速度调节器，包括基本模糊控制器，用遗传算法离线优化模糊控制器的量化因子、比例因子的基准值和微调参数，用系统动态误差                                               为变量的在线参数自调整。

5. 根据权利要求3所述的综合控制方法，其特征在于：基于遗传算法的模糊自适应PI速度调节器，用基本模糊控制器调整PI控制器的参数，对转速偏差和转速偏差变化率先模糊化，在模糊控制规则基础上进行模糊推理、解模糊后再乘上比例因子后作用于PI控制器。

6.根据权利要求3所述的综合控制方法，其特征在于：所述的基于遗传算法的模糊自适应PI速度调节器，用遗传算法离线优化模糊控制器的量化因子、，比例因子、的4个基准值、和、和4个微调参数、、和。