基于虚拟仪器的分子泵抽速测控软件设计

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhl1208
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
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。
其他文献
神经网络是人工智能方向的重要分支,擅长处理各种各样的数据。神经网络的算法和模型多种多样,其中极端学习机是一个典型的浅层神经网络,擅长处理小型的分类和回归任务;卷积神
咔唑类化合物是一类重要的含氮芳杂环,分子内含有较大的共轭体系和强的分子内电子转移能力,这种特殊的刚性稠环结构使咔唑类化合物表现出许多独特的性能及生物活性,从而在医
聚合物介电复合材料介电性能良好,还具有柔韧、良好的机械力学性能,已成为制备电子元器件的重要材料。本论文将纳米钛酸钡(BaTiO3)粒子与环氧功能化有机硅树脂复合,制备聚合物
作为计算机视觉领域的一个主流方向,目标跟踪具有重要的研究意义和广泛的商业价值,越来越引起计算机视觉研究者的密切关注。近年来,在国内外研究人员的努力下,以相关滤波和深
卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型具有非常出色的学习能力,它将图像数据直接输入,在无需人工对图像进行预处理和额外的特征抽取等复杂操作的同时以其特
激光诱导击穿光谱技术作为一种元素分析技术,具有多元素联测、在线、原位分析等优点,在生物医学、环境监测、文物考古等多个领域都有非常重要的应用,随着激光器、光谱仪的快
随着计算机视觉技术在游戏、医学、测绘、虚拟现实等领域的广泛应用,基于图像的三维建模成为热门的研究方向。其中,被动式单目重建算法虽然流程复杂、运行时间长,但其扩展性
随着全球水资源缺乏及土壤与淡水盐渍化加剧,干旱、高盐等非生物逆境已经成为影响作物生长发育的主要因素,严重影响了作物的产量。因此利用转基因技术提高作物的逆境性是主要
氧电极反应包括氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)和析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)是不同能量转换和存储体系的重要反应,其反应过程复杂、能垒较高,通常需要
水声数据可视化是人类探索海洋世界的重要手段,在海洋资源探测、海底地貌勘察以及渔业领域等方面具有广泛的应用。随着GPU等并行处理技术的发展,绘制质量较高的直接体绘制技