基于profibus现场总线风洞动力监控系统设计和实现

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1、基于PROFIBUS现场总线的风洞动力监控系统的设计与实现重庆大学硕士学位论文学生姓名：张贤德指导教师：陈今润副教授专业：控制理论与控制工程学科门类：工学重庆大学自动化学院二OO八年四月DesignandRealizationontheMonitor&ControlSystemBaseonPROFIBUSFieldbusforPowerinWindTunnelAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMaste

2、rofEngineeringbyZhangXiandeSupervisor:AssociateProf.ChenJinrunMajor:ControlTheoryandControlEngineeringCollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2008重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要我国航空航天事业的不断发展，对风洞模拟试验能力的要求越来越高。立式风洞是开展飞机失速尾旋、返回式卫星及载人航天返回舱回收着陆、直升机垂直运动、空降兵跳伞模拟训练等多项试验研究的气动

3、试验设施。作为风洞的重要组成部分，动力监控系统为立式风洞提供稳定的风速，以满足各种试验的需要，是立式风洞的心脏。在建设填补我国空白的、拥有自主知识产权的、国内首座世界级立式风洞中，本文作者参与了动力监控系统的研制。主要负责了监控系统的设计、安装和调试工作。本文是对该项目研制的实践工作进行的总结与提高，对设计思路和现场调试经验进行了深入分析，论文的主要内容有：论文首先根据风洞的工艺条件，对动力监控系统的控制对象进行了分析，确定了风扇电机的功率，并对系统负载特性进行了分析，同时提出了动力监控系统的设计技术要求。动力监控系统是一个复杂而庞大的系统

4、，包含变频调速、高低压变配电、风冷却、润滑油和阻尼控制等数个子系统。文章围绕风扇电机的驱动、调速和保护，对动力监控系统各个子系统进行了研究与设计。动力监控系统设计是否成功、调速精度指标是否能满足需要，变频调速的控制是关键。因此论文在变频调速系统设计中重点对异步电动机的多变量数学模型和坐标变换进行了研究和分析，为变频调速矢量控制技术打下基础，同时对异步电动机矢量控制变频调速技术进行了仿真研究，以确保系统设计的成功。动力监控系统各子系统既相互独立又相互联系，其通过PROFIBUS现场总线和工业以太网络连接成一个有机的整体，通过S7-400PLC

5、完成相互的逻辑控制，实现各子系统的协调运行。因此论文最后对动力监控系统进行了研究与设计。目前动力监控系统正安全、可靠运行，一年多的运行情况表明整个动力监控系统的结构和控制逻辑合理，调速精度高，自动化程度高，系统稳定、可靠。关键词：风洞，监控系统，现场总线，变频调速，PLCI重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththeconstantdevelopmentoftheaviationandaerospacebusinessofourcountry,thereisarisingdemandforhighsimulatedtestab

6、ilityofwindtunnels.Theverticalwindtunnelisoneexperimentalfacilityusedinaseriesofaerodynamicexperimentsandresearchessuchasthestallingtailrevolutionofairplanes,theretrievingofreturningsatellitesandmannedaercspacereturncabins,theverticalmotionofhelicopters,thesimulatedtrainin

7、gofparachutejunpingofairborneforce,andthelike.Asthekeycomponentofawindtunnel,thepowercontrolsystemprovidestheverticalwindtunnelwithsteadywindspeedtosatisfyvariousexperimentalrequirements.Soitcanbiregardedastheheartoftheverticalwindtunnel.Intheconstructionofthefirstworld-to

8、ppedverticalwindtunnelinourcountry,whichcanfillavacancyinthefieldfowindtunnelbuildingofCh