可编程数字控制变量泵研究

发布时间：2017-03-26 19:07

  本文关键词：可编程数字控制变量泵研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轴向柱塞泵被大量地使用在工业液压系统中。轴向柱塞泵发展的重要方向之一是变量液压泵的网络化、智能化控制。数字控制变量泵作为自动控制技术、液压技术、电子技术相结合的产物之一,已经被国外一些知名的液压厂商占据市场。数字控制变量泵利用软的程序代码替代传统的变量机构,因此较传统变量泵来说数字控制变量泵更能适应比例压力控制、比例排量控制、恒功率控制等各种控制要求。本课题中设计的可编程数字控制变量泵,控制精确,控制方式具有柔性化,可以作为一个平台,在此基础上进一步开发更高级的控制方式,例如把智能控制融入其中,从而具有控制的精确性、稳定性,达到节能与控制的双重效果。本文针对数字控制变量泵的变量原理、建模、仿真分析、样机调试与试验做了如下工作:首先叙述了轴向柱塞泵的历史发展和国内外研究现状,把数字控制变量的节能、控制精度、自动化水平等作为课题的研究背景,阐述了课题的研究目的和意义。随后构思了可编程数字控制变量泵的结构方案,详细地描述了各种控制方式的工作原理和控制流程,并且进行了样机的元件选型。接着将伺服变量机构看作三通阀控制液压缸,对组成数字控制变量泵的各个元件进行数学建模,并建立变量泵排量控制和压力控制方式的数学模型。在Matlab/Simulink环境下建模、仿真分析,得到了相关参数对控制性能的影响趋势。还详细叙述了变量泵可编程功能的意义、原理和实现方法。随后通过一段用户脚本程序,说明了可编程功能扩展、丰富了数字控制变量泵的功能。最后在试验台上进行了样机性能测试。这部分里先介绍了PID参数的调节方法,接着对网络化液压泵试验台简单介绍,最后得到试验数据,并且绘出了曲线图,验证了可编程数字控制变量泵的各项基本功能和动态性能。
【关键词】：柱塞泵 电子泵 可编程 数字控制 PID 斜坡发生器
【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】：TH137.51
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 国外11-15
• 1.2.2 国内15-18
• 1.3 课题研究的目的和意义18-19
• 1.3.1 目的18
• 1.3.2 意义18-19
• 1.4 课题研究的主要内容和研究方法19-20
• 1.4.1 内容19
• 1.4.2 方法19-20
• 第二章 数字控制变量泵结构方案及工作原理20-37
• 2.1 数字控制变量泵结构方案21-22
• 2.2 数字控制变量泵工作原理22-29
• 2.2.1 比例排量控制原理24-25
• 2.2.2 比例压力控制原理25-26
• 2.2.3 功率控制原理26-28
• 2.2.4 压力流量功率复合控制28-29
• 2.3 控制模式切换时冲击消除的方法---斜坡发生器29-30
• 2.4 元件选型30-36
• 2.4.1 泵体30-31
• 2.4.2 比例阀及放大器选型31-34
• 2.4.3 转角传感器选型34-35
• 2.4.4 压力传感器选型35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 数字控制变量泵的建模与仿真37-53
• 3.1 系统内各元件数学模型37-43
• 3.1.1 高频响比例阀37-39
• 3.1.2 变量缸和复位缸39-40
• 3.1.3 变量泵40-42
• 3.1.4 控制器42-43
• 3.1.5 传感器43
• 3.2 系统模型43
• 3.2.1 排量控制模型43
• 3.2.2 压力控制模型43
• 3.3 基于MATLAB/SIMULINK的仿真和分析43-49
• 3.3.1 系统参数的确定与计算44-46
• 3.3.2 加载节流阀建模46
• 3.3.3 排量控制特性分析46-49
• 3.3.4 压力控制特性分析49
• 3.4 本章小结49-53
• 第四章 控制器设计53-60
• 4.0 控制器总体方案设计53
• 4.1 控制器硬件设计53-54
• 4.2 控制器软件功能设计54-56
• 4.2.1 程序运行流程55-56
• 4.3“可编程”功能56-59
• 4.3.1 可编程功能的原理57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 系统参数调试及试验研究60-75
• 5.1 PID参数调节方法60
• 5.2 变量泵测试系统介绍60-65
• 5.3 电子泵试验65-72
• 5.3.1 排量控制试验66-68
• 5.3.2 压力控制试验68-69
• 5.3.3 功率控制试验69-70
• 5.3.4 复合控制试验70-72
• 5.3.5 斜坡发生器的效果验证72
• 5.4 本章小结72-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 硕士期间发表的学术论文81-82

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