基于负载口独立技术的挖掘机液压系统控制策略研究

发布时间：2017-04-15 00:03

  本文关键词：基于负载口独立技术的挖掘机液压系统控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：挖掘机作为工程机械的代表，在社会建设中所起的作用越来越大。随着工业发展的需要，人们对挖掘机性能的要求也越来越高，尤其是对其节能性以及控制性方面的要求。随着电液比例技术的发展，挖掘机电液比例技术的研究也日渐深入，本论文是对基于负载口独立技术的挖掘机液压系统控制策略的研究。负载口独立技术是新兴的液压技术，该技术在挖掘机液压系统中应用的关键是负载口独立阀在系统中的应用。国内对负载口独立技术的研究需要解决的问题有单执行动作时系统的不稳定性，，工况发生变化时控制策略的选取以及工况切换时压力冲击现象，多执行器复合控制时流量分配以及泵流量达到饱和时的流量分配。 本论文首先对国内外负载口独立技术、多路阀技术的发展状况以及电液比例技术在挖掘机上的应用做简单的介绍。分析了负载口独立阀的结构以及工作原理，建立了基于负载口独立技术的挖掘机液压系统。建立挖掘机液压系统主要元件负载口独立阀的数学模型，并通过数学模型研究主阀芯对阶跃信号的响应特性。 其次，介绍了计算流量控制策略以及压力控制策略的原理，并根据挖掘机的工况特点，选择计算流量控制策略与压力控制策略相结合的方法对执行元件液压系统进行控制。以铲斗缸为例，通过AMESim软件建立挖掘机动臂缸液压系统的仿真模型，并且利用Matlab/Simulink软件建立控制器，从而通过联合仿真技术对动臂缸液压系统进行模拟仿真，并对仿真结果进行分析，证明本课题所提出的控制策略的正确性。 再次，根据挖掘机工作过程中复合动作时各执行元件的工作需要，提出复合动作时的控制策略。通过AMESim软件建立挖掘机动臂缸、铲斗缸复合动作时的液压系统仿真模型，并且利用Matlab/Simulink软件建立控制器，从而通过联合仿真技术建立动臂缸、铲斗缸复合动作时液压系统仿真模型，模拟其工作过程并对仿真结果进行分析，证明本文提出的复合动作时的控制策略的正确性。设计用软件程序解决泵流量达到饱和时的流量分配问题，进一步研究了三种流量分配策略（优先原则、等量减少原则、等比减少原则），用联合仿真的方法验证流量分配的三种策略的可行性。 最后，比较负载口独立系统与LUDV系统在相同负载力、相同速度时，液压泵的功率消耗情况，判断负载口独立技术的节能性。
【关键词】：负载口独立 流量控制策略 压力控制策略 复合动作 联合仿真 流量分配
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU621;TH137
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-19
• 1.1 负载口独立技术的国内外发展现状9-15
• 1.2 挖掘机多路阀发展概述15-16
• 1.3 课题的背景以及研究意义16-17
• 1.4 课题研究的主要内容以及创新点17-19
• 1.4.1 课题研究的主要内容17-18
• 1.4.2 课题研究的创新点18-19
• 第二章 基于负载口独立技术的挖掘机液压系统设计19-41
• 2.1 负载口独立技术的工作原理19-23
• 2.2 基于负载口独立技术的挖掘机电液比例液压系统设计23-34
• 2.2.1 挖掘机工况分析23-25
• 2.2.2 基于负载口独立技术的挖掘机液压系统设计25-32
• 2.2.3 整体液压系统分析32-34
• 2.3 挖掘机液压系统的数学建模与分析34-40
• 2.3.1 操纵手柄数学模型34
• 2.3.2 负载口独立阀数学模型的建立34-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 挖掘机单动作过程的液压系统控制策略研究41-55
• 3.1 挖掘机工作装置阀芯控制策略41-47
• 3.1.1 阀芯的位置控制策略41-42
• 3.1.2 阀芯的流量控制策略42-43
• 3.1.3 阀芯的压力控制策略43-44
• 3.1.4 控制策略研究44-47
• 3.2 单动作时的仿真以及仿真结果分析47-54
• 3.2.1 单执行动作的仿真模型的建立47-50
• 3.2.2 单执行动作的控制模型的建立50-51
• 3.2.3 仿真结果分析51-54
• 3.3 本章小结54-55
• 第四章 挖掘机复合动作时的液压系统控制策略研究55-65
• 4.1 挖掘机复合动作要求55
• 4.2 复合动作时的液压系统控制策略55-58
• 4.2.1 复合动作的仿真模型的建立56
• 4.2.2 复合动作的控制模型的建立56-57
• 4.2.3 仿真结果分析57-58
• 4.3 挖掘机复合动作时流量不足时的流量分配原则58-64
• 4.3.1 流量分配控制器设计59-61
• 4.3.2 仿真结果分析61-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 基于负载口独立技术的挖掘机液压系统节能性分析65-71
• 5.1 挖掘机能量损失的原因分析65-66
• 5.2 本系统节能性理论分析66-69
• 5.2.1 活塞杆伸出时的能耗分析66-68
• 5.2.2 活塞杆缩回时耗损失分析68-69
• 5.3 仿真结果分析69-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71
• 6.2 工作展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-79
• 攻读硕士学位期间发表论文情况79-80

【参考文献】

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本文编号：307135