挖掘机液压系统的仿真分析及泵控制器研究
发布时间：2022-02-20 16:54
液压挖掘机是集挖掘、装载、平整、抢险等多种功能为一体的土石方挖掘机械。液压挖掘机作为一种大功率输出的工程机械,它的发动机与液压泵匹配状态能够影响设备运行的稳定性。针对挖掘机施工过程出现的发动机功率匹配问题,本课题提出一种通过优化液压挖掘机泵控制器控制算法来改善发动机-泵功率匹配状态的方案,课题主要研究内容如下:首先,概述了国内外液压挖掘机功率匹配节能技术和液压仿真技术的发展现状,研究了液压挖掘机主泵系统和主阀系统的运行原理,分析挖掘机在作业过程中存在的功率损失形式。其次,为了研究挖掘机施工过程中液压系统运行状况,在AMESim仿真平台上搭建主泵系统和主阀系统的液压模型。通过设置模型参数,仿真得出挖掘机在不同工况、动作下液压系统的压力、流量等参数的数据变化。根据仿真数据,可以分析出挖掘机在相应条件下的功率变化图。同时搭建基于NI Compact DAQ和LabVIEW的挖掘机液压数据采集平台和数据测试系统。数据采集平台作为硬件平台,主要在进行挖掘机实机测试中采集相关的试验数据。数据测试系统作为软件程序,用于显示试验数据以及与AMESim建立联合仿真,对比仿真数据和试验数据,验证仿真数据的...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液压挖掘机液压系统部分原理图
图 2-2 液压主泵原理图液压泵的泵排量调节器可以对挖掘机双泵 p1、p2 的流量、压力进行调节。其控制方式主要包括有：液压交叉全功率控制、负流量控制、恒功率控制、和微电脑控制等。（1）恒功率控制恒功率控制含义是指液压泵在任何工况下输出的功率都为常数。恒功率控制主要是由主泵内的泵排量调节器控制实现的，其结构图如图 2-3 所示。泵排量调节器主要由推杆、顶杆、反馈连杆、恒功率控制阀阀杆 LB 以及双弹簧组件（包括内圈弹簧、外圈弹簧和弹簧座）组成。液压泵的输出压力由调节器中内外弹簧刚度和压缩量控制。调节器中外圈弹簧有一定的预压缩量，内圈弹簧则处于未压缩状态且距离被压缩有一定位移。
图 2-3 泵排量调节器原理节器的弹簧刚度相关，因此泵的功率得出。LB 阀阀杆上端受 a 腔推杆液压外圈弹簧时，阀杆的平衡方程为124πd p= F（m）；力（Pa）；的预压缩力（N）。圈弹簧被压缩。假设压力上升为 P001124πd p= F+ΔF
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMESim、LabVIEW和VC++联合仿真的机电液系统控制算法验证平台设计[J]. 齐海涛,刘士成,刘子龙. 液压与气动. 2017(05)
[2]大型矿用液压挖掘机节能模糊控制系统研究[J]. 刘志成,齐松. 科技创新与应用. 2017(03)
[3]LUDV多路阀的挖掘机电液流量匹配控制系统特性[J]. 刘伟,徐兵,杨华勇,朱晓军. 浙江大学学报(工学版). 2012(08)
[4]K3V系列液压泵的结构与控制原理[J]. 李新,周志鸿,厉峰. 工程机械. 2011(12)
[5]AMESim和LabVIEW联合仿真应用[J]. 郭锋,温国强,王自勤. 移动电源与车辆. 2011(01)
[6]K3V系列变量泵控制机构动态特性研究[J]. 史时喜,王国志,刘桓龙. 流体传动与控制. 2009(01)
[7]液压系统仿真技术与仿真软件研究[J]. 孙成通,陈国华,蒋学华,韩虎. 机床与液压. 2008(10)
[8]挖掘机液压系统节能控制技术现状与发展[J]. 赵波,高洪波. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2008(04)
[9]基于AMESim的钻机负载敏感液压系统仿真分析[J]. 吴晓光,宋海涛,殷新胜,凡东,刘庆修. 机床与液压. 2008(03)
[10]单神经元PID控制对挖掘机液压泵控制的仿真[J]. 王丽卿,徐京涛,王鑫. 筑路机械与施工机械化. 2006(12)
博士论文
[1]液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究[D]. 郝鹏.中南大学 2008
[2]基于功率匹配的挖掘机节能控制技术的研究[D]. 张栋.吉林大学 2005
硕士论文
[1]恒功率轴向柱塞泵变量机构的研究[D]. 张灿罡.兰州理工大学 2016
[2]液压挖掘机发动机—泵模糊控制系统研究[D]. 徐国胜.贵州大学 2015
[3]基于全局功率匹配的液压挖掘机节能控制系统研究[D]. 刘建旺.燕山大学 2013
[4]中型液压挖掘机工作装置机液联合仿真分析及阀体优化研究[D]. 何丽妍.吉林大学 2013
[5]基于电喷发动机的液压挖掘机动力系统节能控制研究[D]. 关秀雨.浙江大学 2013
[6]基于AMESim的定重装载液压系统仿真研究[D]. 童瑞.西安科技大学 2011
[7]液压挖掘机回转装置节能研究[D]. 付亚超.西南交通大学 2010
[8]液压挖掘机负荷传感系统的仿真研究及节能分析[D]. 王炎.中南大学 2009
[9]液压系统动态性能试验测试平台仿真研究[D]. 陈跃坡.集美大学 2008
[10]基于ARM的参数自整定PID调节器[D]. 张静.山东大学 2006
本文编号：3635460
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液压挖掘机液压系统部分原理图
图 2-2 液压主泵原理图液压泵的泵排量调节器可以对挖掘机双泵 p1、p2 的流量、压力进行调节。其控制方式主要包括有：液压交叉全功率控制、负流量控制、恒功率控制、和微电脑控制等。（1）恒功率控制恒功率控制含义是指液压泵在任何工况下输出的功率都为常数。恒功率控制主要是由主泵内的泵排量调节器控制实现的，其结构图如图 2-3 所示。泵排量调节器主要由推杆、顶杆、反馈连杆、恒功率控制阀阀杆 LB 以及双弹簧组件（包括内圈弹簧、外圈弹簧和弹簧座）组成。液压泵的输出压力由调节器中内外弹簧刚度和压缩量控制。调节器中外圈弹簧有一定的预压缩量，内圈弹簧则处于未压缩状态且距离被压缩有一定位移。
图 2-3 泵排量调节器原理节器的弹簧刚度相关，因此泵的功率得出。LB 阀阀杆上端受 a 腔推杆液压外圈弹簧时，阀杆的平衡方程为124πd p= F（m）；力（Pa）；的预压缩力（N）。圈弹簧被压缩。假设压力上升为 P001124πd p= F+ΔF
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMESim、LabVIEW和VC++联合仿真的机电液系统控制算法验证平台设计[J]. 齐海涛,刘士成,刘子龙. 液压与气动. 2017(05)
[2]大型矿用液压挖掘机节能模糊控制系统研究[J]. 刘志成,齐松. 科技创新与应用. 2017(03)
[3]LUDV多路阀的挖掘机电液流量匹配控制系统特性[J]. 刘伟,徐兵,杨华勇,朱晓军. 浙江大学学报(工学版). 2012(08)
[4]K3V系列液压泵的结构与控制原理[J]. 李新,周志鸿,厉峰. 工程机械. 2011(12)
[5]AMESim和LabVIEW联合仿真应用[J]. 郭锋,温国强,王自勤. 移动电源与车辆. 2011(01)
[6]K3V系列变量泵控制机构动态特性研究[J]. 史时喜,王国志,刘桓龙. 流体传动与控制. 2009(01)
[7]液压系统仿真技术与仿真软件研究[J]. 孙成通,陈国华,蒋学华,韩虎. 机床与液压. 2008(10)
[8]挖掘机液压系统节能控制技术现状与发展[J]. 赵波,高洪波. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2008(04)
[9]基于AMESim的钻机负载敏感液压系统仿真分析[J]. 吴晓光,宋海涛,殷新胜,凡东,刘庆修. 机床与液压. 2008(03)
[10]单神经元PID控制对挖掘机液压泵控制的仿真[J]. 王丽卿,徐京涛,王鑫. 筑路机械与施工机械化. 2006(12)
博士论文
[1]液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究[D]. 郝鹏.中南大学 2008
[2]基于功率匹配的挖掘机节能控制技术的研究[D]. 张栋.吉林大学 2005
硕士论文
[1]恒功率轴向柱塞泵变量机构的研究[D]. 张灿罡.兰州理工大学 2016
[2]液压挖掘机发动机—泵模糊控制系统研究[D]. 徐国胜.贵州大学 2015
[3]基于全局功率匹配的液压挖掘机节能控制系统研究[D]. 刘建旺.燕山大学 2013
[4]中型液压挖掘机工作装置机液联合仿真分析及阀体优化研究[D]. 何丽妍.吉林大学 2013
[5]基于电喷发动机的液压挖掘机动力系统节能控制研究[D]. 关秀雨.浙江大学 2013
[6]基于AMESim的定重装载液压系统仿真研究[D]. 童瑞.西安科技大学 2011
[7]液压挖掘机回转装置节能研究[D]. 付亚超.西南交通大学 2010
[8]液压挖掘机负荷传感系统的仿真研究及节能分析[D]. 王炎.中南大学 2009
[9]液压系统动态性能试验测试平台仿真研究[D]. 陈跃坡.集美大学 2008
[10]基于ARM的参数自整定PID调节器[D]. 张静.山东大学 2006
本文编号：3635460
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