负载敏感数控折弯机液压同步控制系统的研究

发布时间：2017-04-07 11:04

  本文关键词：负载敏感数控折弯机液压同步控制系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数控折弯机是一种自动化程度高、加工精度高且专门用来折弯板材的机床。针对目前大型金属板料折弯机存在能耗高及同步控制精度不能满足要求的现状,研究开发一种功率匹配的节能型折弯机,在满足折弯机液压系统非对称缸同步控制精度要求的同时,使能耗降低到最小。本文经过对国内外数控折弯机液压系统的分析,针对目前大型金属板料折弯机存在能耗高,同步控制精度不能满足要求的现状,提出了一种功率匹配的数控折弯机节能液压同步控制系统。此液压系统采用负载敏感技术把泵的功率与负载功率配匹,以提高系统效率,并且采用了LUDV系统,使流量等量的分配给各执行器,以实现液压系统的同步,最后对液压系统进行单神经元PID控制,可使液压系统的同步控制精度得到进一步提高。本文主要包括以下几部分内容:(1)介绍数控折弯机节能液压同步控制系统国内外研究现状和发展趋势。(2)根据数控折弯机的工况、同步要求和节能要求,结合电液比例技术和负载敏感技术的优点,设计数控折弯机节能液压同步控制系统方案。(3)对数控折弯机节能液压同步控制系统的建模理论进行研究,建立系统传递函数,并分析系统中各个参数对系统动态特性和稳态特性的影响。(4)利用AMESim软件,建立负载敏感节能液压同步系统中各元件的AMESim仿真模型和系统整体AMESim仿真模型,并对系统进行仿真,分析影响此液压系统同步控制精度的因素。(5)对负载敏感数控折弯机液压同步控制策略进行研究,对同步控制系统的基本结构进行介绍,并分析了其结构的异同,又对传统PID、交叉耦合及单神经元PID控制进行理论介绍,并分析其控制的异同。(6)利用AMESim与ATLAB/SimulinkM软件对负载敏感数控折弯机液压同步系统的整体仿真模型进行联合仿真研究,并对各种同步控制方式的控制精度及调整时间进行对比分析。(7)数控折弯机在完成同样的工况下,对定量泵节流调速系统和定量泵LS系统及变量泵LUDV系统的功率和效率情况比较,分析节能情况。
【关键词】：液压折弯机 负载敏感泵 节能液压系统 AMESim仿真 同步控制
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG305;TH137;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景和意义10
• 1.2 折弯机的概述10-11
• 1.2.1 折弯机的结构及工作原理10
• 1.2.2 折弯机的发展要求及关键技术10-11
• 1.3 数控折弯机节能液压系统国内外研究现状和发展趋势11-13
• 1.4 液压系统节能技术的基本回路13-15
• 1.5 液压系统同步控制技术简介15
• 1.6 课题主要研究内容15-16
• 1.7 本章小结16-17
• 第二章 负载敏感数控折弯机液压同步控制系统方案设计17-25
• 2.1 负载敏感系统概述17
• 2.1.1 负载敏感系统的基本原理17
• 2.1.2 负载敏感系统的应用前景17
• 2.2 LS系统和LUDV系统数学原理分析与对比17-20
• 2.2.1 LS系统分析17-19
• 2.2.2 LUDV系统分析及与LS系统的对比19-20
• 2.3 负载敏感数控折弯机液压同步控制系统方案20-23
• 2.3.1 系统工作原理21-22
• 2.3.2 系统压力补偿原理22-23
• 2.4 系统效率分析23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 负载敏感数控折弯机液压同步控制系统建模理论25-39
• 3.1 阀控非对称缸建模理论25-29
• 3.1.1 阀控非对称缸的负载——流量方程25-28
• 3.1.2 阀控非对称油缸受力方程28-29
• 3.1.3 阀控非对称缸数学模型29
• 3.2 压力补偿阀与比例方向节流阀组合建模理论29-31
• 3.2.1 压力补偿阀与比例方向节流阀组合功能的动态特性方程29-30
• 3.2.2 压力补偿阀与比例方向节流阀结合功能的稳态特性方程30-31
• 3.3 负载敏感变量泵动态特性建模理论31-35
• 3.3.1 负载敏感阀动态特性方程31-32
• 3.3.2 恒压阀动态特性方程32-33
• 3.3.3 斜盘组件动态特性方程33-35
• 3.3.4 变量泵动态特性方程35
• 3.4 系统动态特性分析35-37
• 3.4.1 流量调节动态特性分析35-37
• 3.4.2 压力调节动态特性分析37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 负载敏感数控折弯机液压同步控制系统AMESim建模及仿真39-50
• 4.1AMESim高级建模与仿真软件介绍39
• 4.2 负载敏感泵的AMESim模型建立及仿真研究39-44
• 4.2.1 AMESim模型建立39-40
• 4.2.2 负载敏感泵的AMESim模型验证仿真研究40-44
• 4.3 负载敏感数控折弯机液压同步控制系统整体建模及仿真研究44-46
• 4.3.1 系统整体建模44
• 4.3.2 系统仿真研究44-46
• 4.4 分析各种因素对负载敏感数控折弯机液压同步控制系统同步控制精度的影响46-49
• 4.4.1 系统泄漏的影响47
• 4.4.2 管道阻力的影响47-48
• 4.4.3 液压油中气体含量的影响48
• 4.4.4 液压油中混有杂质的影响48
• 4.4.5 压力波动的影响48
• 4.4.6 油温的影响48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 负载敏感数控折弯机液压系统同步控制策略的研究50-65
• 5.1 同步控制系统的基本结构50-52
• 5.1.1 同等控制结构50
• 5.1.2 主从控制结构50-51
• 5.1.3 交叉耦合控制结构51
• 5.1.4 偏差耦合控制结构51-52
• 5.1.5 改进的偏差耦合控制结构52
• 5.2 PID控制52-54
• 5.2.1 PID控制原理52-53
• 5.2.2 PID控制各个环节的作用53
• 5.2.3 数字PID控制53-54
• 5.2.4 数字PID控制的采样周期54
• 5.3 单神经元PID控制54-58
• 5.3.1 单神经元模型与基本学习规则54-56
• 5.3.2 单神经元PID控制器56-58
• 5.4 负载敏感数控折弯机几种同步控制方式的建模仿真58-63
• 5.4.1 主从PID控制的建模仿真58
• 5.4.2 同等PID控制的建模仿真58-59
• 5.4.3 增量式PID控制的建模仿真59-60
• 5.4.4 偏差耦合控制的建模仿真60-61
• 5.4.5 改进的偏差耦合控制建模仿真61
• 5.4.6 单神经元PID控制与交叉耦合控制相结合的联合仿真61-63
• 5.5 上述各种控制方法的比较63-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 数控折弯机负载敏感系统与定量泵系统节能效率分析65-72
• 6.1 定量泵节流调速系统与定量泵LS系统的基本原理65-66
• 6.1.1 定量泵节流调速系统的基本原理65
• 6.1.2 定量泵LS系统的基本原理65-66
• 6.2 定量泵节流调速同步控制系统与定量泵LS同步控制系统的建模66-67
• 6.3 系统能耗分析67-71
• 6.3.1 对快速下降工况进行能耗分析67-68
• 6.3.2 对工作工况进行能耗分析68-69
• 6.3.3 对保压工况进行能耗分析69-70
• 6.3.4 对回程工况进行能耗分析70-71
• 6.4 对数控折弯机各系统进行能耗分析及对比71
• 6.5 本章小结71-72
• 第七章 本文总结与工作展望72-73
• 7.1 论文总结72
• 7.2 工作展望72-73
• 参考文献73-77
• 在校研究成果77-78
• 致谢78

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