折臂式随车起重机回转系统同步控制研究

发布时间：2017-04-17 11:20

  本文关键词：折臂式随车起重机回转系统同步控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压系统在外界负载变化等不确定因素作用下会产生干扰力矩,尤其是在双马达控制的回转系统中,当双马达输出同步误差达到一定程度时,势必会造成两个马达之间的相互阻碍,严重时甚至会导致系统失稳。除了考虑折臂式随车起重机整体回转的动态稳定性之外,在系统负载变化情况下,保证双马达系统的力矩输出的同步控制精度也是要解决的重要问题。对于大功率的工程机械而言,现行的液压同步控制策略,往往过于复杂,很难在实际工作中采用,或者是附加条件过多影响了控制策略的实用性与通用性,因此需要寻求一种实用有效,造价合理的控制方法。本论文首先对系统中子回路系统的静、动态回转特性、指令输入误差和负载干扰误差做了详细分析,为研究双马达的同步控制误差产生原因与影响因素做了前期探索研究。为了减小随车起重机双马达回转同步误差,建立了模糊PID同步控制器,从而适应实际工作过程中系统的非线性、时变性等特点。本文主要研究工作如下:1.在分析了回转机构及其各元件构造的工作原理的基础上,建立双马达回转液压系统的数学模型,在建立系统数学模型的基础上推导出变量马达、流量阀等元器件的传递函数,并通过对传递函数的研究找寻影响系统动态特性的相关因素。2.通过超前-滞后校正、PID校正等方法对回转子系统特性(最大超调量、上升时间、调整时间、位置误差、干扰误差等)进行了校正优化,并分析了影响这些性能指标的一些关键参数,达到稳定性与误差控制的最佳参数匹配,为后续双马达同步控制设计提供了数据。3.通过对比不同同步控制理论、同步技术分类以及常用同步控制策略,根据本课题的特点选择了合适的控制策略和方法。4.利用Matlab/Simulink仿真软件通过模糊PID同步控制器对液压同步控制系统进行了仿真并与传统PID控制进行性能比较。通过对各种方法仿真结果的对比研究,最终得出结论:模糊PID控制下系统相比于PID控制器具有更好的动态特性、稳定性及较高的同步控制精度。
【关键词】：折臂式随车起重机 回转机构 同步控制 模糊PID控制
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21;TP273
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-12
• 1.1.1 课题研究背景10
• 1.1.2 折臂式随车起重机综述10-12
• 1.2 液压同步控制技术及研究现状12-15
• 1.2.1 仿真技术在液压系统中应用12-13
• 1.2.2 液压仿真技术在国内外的发展13-14
• 1.2.3 国内外同步控制技术及研究现状14-15
• 1.3 论文主要研究内容15-16
• 第二章 回转同步驱动系统总体设计16-24
• 2.1 回转系统结构与原理16-17
• 2.1.1 回转系统设计16
• 2.1.2 液压系统设计16-17
• 2.2 回转工况选择及回转阻力矩计算17-20
• 2.2.1 回转工况选择17-18
• 2.2.2 回转阻力矩的计算18-20
• 2.3 回路元件选择及参数计算20-23
• 2.3.1 回路元件选择20-22
• 2.3.2 参数计算22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 双马达回转系统建模与特性分析24-40
• 3.1 阀控双马达回转系统建模24-26
• 3.1.1 双马达的数学模型24-25
• 3.1.2 元器件的数学模型25-26
• 3.2 影响回转精度因素分析26-37
• 3.2.1 单路马达回转特性分析26-28
• 3.2.2 系统超前-滞后校正28-30
• 3.2.3 控制参数对系统稳定性和精度的影响30-32
• 3.2.4 回转精度控制与误差分析32-34
• 3.2.5 NCD非线性优化34-37
• 3.3 本章小结37-40
• 第四章 回转同步控制方案及同步误差分析40-50
• 4.1 同步控制方案40-41
• 4.1.1 同步误差40
• 4.1.2 液压同步技术的分类40-41
• 4.2 常见同步控制策略41-44
• 4.2.1 同步控制方案分类41-43
• 4.2.2 输出量反馈方式分类43-44
• 4.3 常见液压同步方案44-46
• 4.3.1 液压同步方案分类44-46
• 4.3.2 方案的选取46
• 4.4 同步误差产生原因与影响因素分析46-48
• 4.4.1 耦合作用46
• 4.4.2 系统及元件本身的差异46-47
• 4.4.3 外界环境变化及干扰47-48
• 4.4.4 系统非线性因素的影响48
• 4.5 本章小结48-50
• 第五章 双马达同步控制器设计50-64
• 5.1 同步控制方案50-53
• 5.1.1 方案选取及模型建立50-51
• 5.1.2 仿真结果及分析51-53
• 5.2 常规PID控制策略53-55
• 5.2.1 仿真模型建立53-54
• 5.2.2 仿真结果及分析54-55
• 5.3 模糊PID控制策略55-62
• 5.3.1 模糊理论简介55
• 5.3.2 控制系统设计55-58
• 5.3.3 模糊PID同步控制器58-62
• 5.4 本章小结62-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文72-73

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