挖掘机负载模拟系统的开发与研究

发布时间：2017-04-15 08:32

  本文关键词：挖掘机负载模拟系统的开发与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以挖掘机负载模拟的液压加载系统为研究对象,对液压加载系统的测试与控制方法进行了深入研究。文章详细研究了加载系统的液压、机械、电气总体规划及各子功能模块的设计和实现,深入探讨了试验系统在实现过程中的计算机相关技术。具体内容包括以下几个方面： 1、设计并分析了基于比例溢流阀外控加载方式的挖掘机负载模拟系统的液压主油路及液压先导油路,并通过AMESim建模仿真分析了比例溢流阀内控加载方式、比例溢流阀外控加载方式,比例溢流阀内控加载开环控制方式三种液压加载方案的优劣,最终论证了本文所选取的液压加载方式所具有的经济性和实用性。 2、在以挖掘机为研究对象的前提下详细计算出了液压系统及液压辅助系统主要元件的流量、压力、动力源的功率等主要参数。设计了液压集成块、液压油箱、循环温控系统、旁路循环过滤系统、T型槽平台相应的液压原理图、工程图及安装地基图。 3、研究并分析了基于PLC控制的负载模拟系统电气控制系统硬件部分的选型计算过程,完成了采集和控制信号统计并绘制PLC的I/O接线图。研究并分析了以PLC为下位机的主程序模块、模拟量采集模块及手动控制模块等子程序模块的设计过程。阐述了PLC抗干扰电气设计的要点。 4、研究并分析了以LabVIEW为上位机的系统功能及用户登陆、数据采集、参数设置、数据存储等子程序模块的设计过程。研究Modbus通讯协议并实现了上位机与下位机的正常通讯。 5、研究并分析了系统的技术性能。为验证系统的响应精度和稳定性,本文利用仿真软件对系统的稳态响应特性、阶跃响应特性、正弦跟随特性、实际负载跟随特性进行了仿真和分析。 本文将计算机辅助测试技术应用到液压测试技术中,充分发挥了现代计算机技术各方面的优点,提高了负载模拟试验系统的精度、可靠性。同时,通过计算机上位软件将测试数据存储为TXT格式文档,以便于试验数据后期的数据分析和处理,用于挖掘机新机型的研发。 总的来说,本文将机械、液压、电气、控制理论和软件开发等多学科技术有机结合,完成了基于AMESim、Solidworks、PLC、LabVIEW等软件的挖掘机负载模拟系统的开发与研究过程。本课题的研究具有较强的理论和产品新机型研发价值。
【关键词】：挖掘机 负载模拟系统 建模仿真 AMESim LabVIEW
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU621;TH137
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 绪论16-19
• 1.1 研究背景与课题的提出16
• 1.2 挖掘机试验系统的研究概况16-17
• 1.3 液压模拟加载技术的研究概况17-18
• 1.4 本文的研究内容18-19
• 第二章 负载模拟系统总体设计分析19-37
• 2.1 系统总体方案的设计19-21
• 2.1.1 负载模拟系统方案的论述19-20
• 2.1.2 系统技术性能与要求20-21
• 2.2 液压系统原理设计及分析21-26
• 2.2.1 系统液压原理总体设计21-23
• 2.2.2 液压主系统设计23-25
• 2.2.3 液压先导控制系统设计25-26
• 2.3 电气测控系统总体设计26-27
• 2.4 基于AMESim的系统加载方案仿真分析27-36
• 2.4.1 AMESim仿真软件概述27-28
• 2.4.2 负载模拟部分仿真分析28-32
• 2.4.3 先导控制方式对负载模拟系统影响的仿真32-34
• 2.4.4 开闭环对负载模拟系统影响的仿真34-35
• 2.4.5 仿真结果分析35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 负载模拟系统液压及辅助系统设计37-56
• 3.1 循环温控系统的设计37-42
• 3.1.1 板式散热器概述37-38
• 3.1.2 冷水机组概述38-39
• 3.1.3 冷却系统回路设计39-40
• 3.1.4 冷水机组及板式换热器选型计算40-41
• 3.1.5 循环温控系统设计41-42
• 3.2 旁路循环过滤系统的设计42-46
• 3.2.1 旁路循环过滤系统的概述42-43
• 3.2.2 循环过滤系统原理设计43-44
• 3.2.3 过滤器及滤芯的选型44-45
• 3.2.4 循环过滤时间计算45-46
• 3.3 液压集成块的设计46-50
• 3.3.1 液压集成块的设计原则46
• 3.3.2 液压集成块的设计步骤46-47
• 3.3.3 Solidworks三维设计软件的概述47-48
• 3.3.4 基于Solidworks的液压集成块设计48-50
• 3.4 液压油箱的设计及工艺处理50-53
• 3.4.1 液压油箱的概述50
• 3.4.2 液压油箱的设计要点50-51
• 3.4.3 基于Solidworks的液压油箱设计51-52
• 3.4.4 液压油箱的防锈处理工艺52-53
• 3.5 T型槽平台的设计53-55
• 3.5.1 T型槽平台概述53
• 3.5.2 T型槽平台的设计53-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第四章 负载模拟系统电气控制系统设计56-69
• 4.1 电控系统元件的选型56-58
• 4.1.1 PLC的选择56
• 4.1.2 采集控制卡的选择56-57
• 4.1.3 比例放大器的选型57
• 4.1.4 传感器的选型57-58
• 4.1.5 工控机的选择58
• 4.2 采集和控制信号58-61
• 4.3 PLC的I/O接线图61-63
• 4.4 PLC控制软件设计63-68
• 4.4.1 PLC程序整体结构设计63-64
• 4.4.2 主程序的设计64-65
• 4.4.3 模拟量采集程序的设计65-67
• 4.4.4 手动控制模块程序的设计67-68
• 4.5 电气抗干扰设计68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 基于LabVIEW的测控系统设计69-78
• 5.1 Modbus通讯协议69-70
• 5.1.1 Modbus通讯协议内容及特点69
• 5.1.2 S7-200 PLC使用Modbus协议69-70
• 5.2 软件开发平台选择70-71
• 5.3 测控系统总体设计71-72
• 5.3.1 测控系统功能模块图71
• 5.3.2 测控系统软件流程设计71-72
• 5.4 系统各功能模块程序设计72-76
• 5.4.1 测试系统主界面72-73
• 5.4.2 用户登陆模块73-74
• 5.4.3 数据采集模块74
• 5.4.4 参数设置模块74-76
• 5.4.5 数据存储模块76
• 5.5 本章小结76-78
• 第六章 系统技术性能仿真分析78-84
• 6.1 稳态响应特性与分析78-79
• 6.2 动态响应特性与分析79-83
• 6.2.1 阶跃响应特性与分析79
• 6.2.2 正弦跟随特性与分析79-81
• 6.2.3 实际负载信号跟随特性与分析81-83
• 6.3 本章小结83-84
• 总结与展望84-86
• 参考文献86-90
• 攻读学位期间发表的论文90-92
• 致谢92-93
• 附录93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：307979