直顶式液压电梯控制系统优化及稳定性控制策略研究

发布时间：2020-06-28 07:45

【摘要】：液压电梯相较曳引电梯具有载重量大、安全性高、故障率低、空间利用率小等优点,目前,液压电梯多采用容积调速和节流调速两种控制方式,而采用节流调速控制方式的电梯主控阀主要依赖于进口阀,大大提高了系统制造成本。为了研究新型液压电梯系统,降低系统成本,课题组自制了一台直顶式P-Q阀控液压电梯试验平台。该系统就是采用了一种以P-Q阀做为电梯速度控制阀的节流调速方式。但是在实际运行过程中,该液压电梯启停阶段存在较大震荡,严重影响乘坐舒适性。针对以上在实际运行中存在的问题,本文围绕主控阀比例压力流量复合阀展开,利用功率键合图的建模方法建立了P-Q阀控缸系统模型,并根据建立的功率键合图模型推导出状态方程,解释了各元件的物理意义。在数学模型的基础上,本文借助AMESim软件对P-Q阀控缸系统进行了详细的动态响应分析,主要将P-Q阀出口流量曲线与柱塞缸进口流量曲线进行了对比,根据P-Q阀进口压力与出口压力对比验证了该阀的负载敏感调节特性,为常用P-Q阀控系统响应研究提供了一定的理论依据。液压电梯是一种典型的速度控制系统,目前的液压电梯大多采用闭环PID控制,而传统的液压电梯反馈控制方式主要有电机轴端转速反馈控制、液压缸流量反馈控制和轿厢位移反馈(速度反馈)控制这三种类型,为了追寻更优的控制方式,本文基于PID闭环控制方法利用AMESim软件对液压缸流量反馈控制和轿厢位移反馈控制两种方式进行了系统建模,并分析了液压电梯上行工况、下行工况的系统压力、流量及轿厢速度曲线。通过比较分析,利用流量反馈的控制方式显然更优,但是轿厢下行控制依然不是很理想。液压电梯是一个变负载、变容腔、大惯量的电液复合驱动系统,传统PID控制很难有效地对液压电梯进行速度控制。为了解决此种问题,本文应用AMESim、MATLAB/simulink接口技术,设计了模糊PID控制器,并对此系统进行了建模仿真。仿真结果分析,利用模糊PID控制技术的直顶式P-Q阀控液压电梯系统压力稳定,系统流量及速度曲线更贴合理想速度曲线,对直顶式液压电梯稳定性控制及速度优化研究具有一定的理论意义。为了给直顶式P-Q阀控液压电梯提供数据支持,论文提出了测量液压电梯关键参数的总体方案,对传感器及数据采集卡进行了详细的选型,并设计了基于Labview的测试试验系统。通过测量P-Q阀进出口压力,对P-Q阀的负载敏感性能进行了分析;测量P-Q阀出口流量及柱塞缸进口流量为第三章中理论分析提供了数据支持。纵观全文,本课题对直顶式P-Q阀控液压电梯系统进行了详细的研究,为解决电梯运行过程中存在启停震荡的问题,提出了解决方案,并进行了对比仿真分析,找到了更优的速度控制方法,为液压电梯速度控制提供了理论依据和参考。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU857
【图文】：

图 2-3 P-Q 阀控缸系统功率键合图中：Sf——泵的理论流量 C缸——柱塞缸无杆腔液容Se1——主溢流阀 K1 弹簧预紧力 I阀 1——主溢流阀阀芯等效质量Se2——安全阀 K3 弹簧预紧力 I阀 2——安全阀阀芯等效质量R节——比例节流阀 M 液阻 I杆——活塞杆等效质量R孔——阻尼孔液阻 A1——主溢流阀阀芯上端承压面积R阀 1——主溢流阀 K1 口液阻 A2——主溢流阀阀芯下端承压面积C1——主溢流阀下腔液容 A3——柱塞缸无杆腔活塞杆承压面积C2——主溢流阀上腔液容 A4——安全阀阀芯承压面积

图 3-3 P-Q 阀控缸系统在 AMESim 中建模真关键参数的设定流量公式可知通过固定阻尼孔的流量：12dq C A p = 阻（Cd——阻尼孔流量系数ρ —— 液压油密度A阻—— 阻尼孔同流面积细长孔流量公式可知比例调速阀流量 q2：422128d pql =（

【参考文献】

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本文编号：2732764