论文部分内容阅读
分子泵抽速性能对于分子泵基础理论的研究和发展、性能改进以及配套的真空系统设计方法完善都极为重要,快速、准确、有效地对分子泵抽速性能指标进行测试已经成为真空泵行业的焦点之一。现阶段我国的分子泵抽速测试过程中还存在着自动化程度低、真空度实验点难以调节、数据采集实时性不强等问题,难以满足企业的测试需要。因此针对分子泵抽速测试平台开发一套上位机自动测试软件,实现数据的采集、真空度控制的自动化,具有现实意义与实用价值。首先,本文对分子泵抽速的测试原理、测试流程以及测试平台结构进行了介绍。分子泵在抽速测试过程中需要对真空度进行调节控制,以便测试能在不同的真空环境条件下进行,而PID控制器与其它控制器相比,结构简单,在实际中,尤其在工业生产中易于实现,同时还能保持有较强的鲁棒性,因此被广泛运用于各式各样的工业控制中。本文提出采用PID算法作为抽速测试过程中对真空度控制的核心算法。其次,本文对PID算法的初始参数整定方式进行了探究。PID控制器能否在实际使用过程中获得一个良好的控制效果,取决于PID控制器参数选取的优劣,对于一个陌生的控制系统,系统的初始PID参数往往难以确定,而传统的人工经验整定法存在着对人员的技能要求较高和操作过于复杂等问题,即便经验丰富的操作人员也需要花费大量的时间与精力进行现场的调试,这对于讲求效率的实验室测试来说显然是不现实的。所以需要一种简单的方法对PID参数初始值进行整定。本文采用一种继电型的PID参数整定方法对系统PID参数初始值进行离线整定。然后,本文对PID算法的参数实时整定方式进行了探究。虽然继电型整定方法简洁、使用方便,但是运用在分子泵抽速实际测试中发现,其真空度的调节过程是一个动态平衡的过程,测试环境与测试器件的状态并不总能保持不变,利用上述继电型整定方式离线得到的PID参数去控制真空度,其控制性能会随着抽速测试系统状态的改变而下降。因此,为了提升对真空度控制效果,让PID控制器对抽速系统具有一定的自适应能力,需要对PID参数进行动态调节。而模糊PID控制器是经典PID与模糊控制相结合的产物,让PID参数具备在线调整的能力。最后,本文选用LabVIEW作为上位机软件开发工具,完成了测试器件通信部分、数据处理部分、算法控制部分、参数整定部分、人机界面部分的软件开发工作。并利用本上位机软件对分子泵抽速进行实际测试,通过实验结果表明,该上位机软件能够实现分子泵在抽速测试过程中的数据采集、PID参数整定、真空度控制等功能。提升了测试精度与测试效率,对分子泵抽速测试具有一定的现实意义与参考价值。