履带式装载机行驶液压控制系统研究

发布时间：2017-05-16 08:05

  本文关键词：履带式装载机行驶液压控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济建设的发展,履带式装载机广泛应用于能源、交通、矿山、冶金等行业的土石方作业,尤其适合于轮式装载机不能作业的恶劣工作场地。随着液压传动在工程机械行驶系统的应用越来越广泛,我们必须开展对包括装载机在内的工程机械行驶系统液压传动控制方面的研究,以指导我国工程机械传动系统实现液压化、智能化发展。本文分析履带式装载机作业工况特点,而提出了其对行使液压传动系统的要求。分析了各种液压传动系统方案,确定了行走系统为闭式回路,容积调速方案,轮边独立驱动,采用高速马达减速方案的变量泵—变量马达系统,阐述了其组成和工作原理。本文提出了控制变量泵排量进行发动机的恒功率控制与变功率控制方式,从而使发动机工作在最佳经济点或者最大功率点,保证发动机工作的经济性和动力性。研究了变量泵与发动机的参数匹配与控制方法。根据对变量马达的控制要求,提出了变量马达高压自动控制(HA)方式,分析了这种控制方式的特点。提出了以发动机转速的偏差作为控制参数输入控制器,来控制变量泵和变量马达排量,以达到发动机工作在最佳工作点的控制策略。提出了模糊PID控制在履带式装载机液压控制系统的应用方案,并阐述了模糊控制的原理以及提出了模糊控制规则,并将其在Simulink软件中实现。本文进行了装载机行驶系统的动力学和运动学分析,得到了装载机在各种工况下的行驶阻力计算方程。选取了液压系统的额定压力和最高压力,分析了压力与载荷的匹配方式。提出了履带式装载机的主要技术资料,通过计算各工况下的行驶阻力和查阅相关参数计算得到最大切线牵引力。通过选取适合比功率值,确定了发动机的型号,通过计算液压系统元件的转矩、排量、转速等参数,选取了液压泵和液压马达的型号,并进行了泵和马达的转速校核。本文进行了基于液压行驶系统的构成方案和参数匹配的理论分析,建立了液压行驶系统的数学模型,为参数控制和系统仿真提供分析依据。然后应用Simulink建立了液压行驶系统的仿真模型,进行了动态响应分析,得到其动态特性。
【关键词】：装载机 行驶 液压传动 SIMULINK 控制仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH243;TP273
【目录】：

• 中文摘要4-5
• abstract5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11
• 1.2 行驶系统液压传动的特点11-12
• 1.3 液压行驶系统国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 研究目的和意义14
• 1.5 论文主要研究内容14-17
• 第二章 装载机行驶液压传动系统设计17-23
• 2.1 装载机对液压传动系统要求17
• 2.2 行驶液压驱动系统方案的选择17-21
• 2.2.1 液压传动回路的选择18-19
• 2.2.2 液压系统的速度控制方案19-20
• 2.2.3 车辆底盘液压驱动方案20
• 2.2.4 马达驱动方案20-21
• 2.3 装载机液压行驶系统组成及原理21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 发动机与液压驱动系统匹配及控制23-43
• 3.1 发动机的特性分析23-25
• 3.1.1 速度特性23
• 3.1.2 调速特性23-24
• 3.1.3 万有特性24-25
• 3.2 发动机与变量泵的匹配和控制25-28
• 3.3 变量泵与变量马达的参数匹配和控制28-30
• 3.4 行驶系统控制策略30-39
• 3.4.1 行驶系统模糊PID控制方案32-35
• 3.4.2 模糊PID控制规则35-38
• 3.4.3 模糊控制器的软件实现38-39
• 3.5 液压元件效率分析39-41
• 3.5.1 变量泵效率影响分析39-40
• 3.5.2 变量马达效率影响分析40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 履带式装载机行驶驱动系统参数匹配43-59
• 4.1 装载机行驶系统运动学与动力学分析43-48
• 4.1.1 装载机行驶系统动力学分析43-46
• 4.1.2 装载机行驶系统运动学分析46-47
• 4.1.3 履带式装载机滑转率匹配分析47
• 4.1.4 液压马达外负载扭矩计算[31]47-48
• 4.2 行驶液压系统压力的选取48-50
• 4.2.1 系统额定压力的选取和匹配48-49
• 4.2.2 系统最高压力的选取和匹配49-50
• 4.3 行驶液压系统参数计算及设备选型50-55
• 4.3.1 履带式装载机主要技术参数50
• 4.3.2 各专业工况下牵引力计算50-51
• 4.3.3 履带装载机的最大切线牵引力51-53
• 4.3.4 履带式装载机发动机比功率及发动机的选取53
• 4.3.5 液压马达参数计算53-54
• 4.3.6 液压泵参数计算54-55
• 4.4 液压元件转速匹配校核55-57
• 4.4.1 泵转速校核55-56
• 4.4.2 马达转速校核56-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 液压行驶驱动系统的数学模型59-79
• 5.1 发动机油门控制机构数学模型59-61
• 5.2 泵的变量调节机构数学模型61-68
• 5.2.1 电—机械转换元件模型61-63
• 5.2.2 电液比例流量方向控制阀模型63-64
• 5.2.3 阀控液压缸数学模型64-68
• 5.2.4 变量泵活塞—斜盘倾角环节68
• 5.3 变量马达变量调节机构数学模型68-71
• 5.3.1 电液比例方向流量控制阀模型68-69
• 5.3.2 两位三通阀控液压缸数学模型69-70
• 5.3.3 变量马达活塞—斜轴倾角环节70-71
• 5.4 泵—马达系统的数学模型71-73
• 5.4.1 变量泵—定量马达系统的数学模型71-72
• 5.4.2 定量泵—变量马达系统的数学模型72-73
• 5.4.3 变量泵—变量马达系统的数学模型73
• 5.5 马达转角—车辆速度数学模型73-74
• 5.6 负载等效处理74-76
• 5.6.1 液压泵变量机构等效负载74-75
• 5.6.2 液压马达变量机构等效负载75
• 5.6.3 液压马达等效负载75-76
• 5.7 本章小结76-79
• 第六章 液压行驶系统软件仿真79-89
• 6.1 软件概述79-80
• 6.2 液压行驶控制系统的仿真参数及系统总传递函数80-83
• 6.3 Simulink仿真83-87
• 6.3.1 液压泵变量机构仿真83-84
• 6.3.2 液压马达变量机构仿真84-85
• 6.3.3 变量机构—车速模型仿真85-87
• 6.4 本章小结87-89
• 第七章 总结与展望89-91
• 7.1 总结89-90
• 7.2 展望90-91
• 参考文献91-95
• 攻读学位期间取得的研究成果95-97
• 致谢97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 黄鹤艇;王浩伦;侯亮;;装载机技术成熟度预测及发展趋势探讨[J];中国工程机械学报;2010年03期

2 姜友山;邹广德;徐刚;姚友良;;全液压推土机发动机与液压泵匹配研究[J];建筑机械化;2009年12期

3 刘保杰;强宝民;;对称四通阀控液压缸建模研究[J];起重运输机械;2011年07期

4 何国旗;罗智勇;曹咏梅;;轮式装载机静压传动与液力传动的性能分析与比较[J];液压与气动;2006年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 胡松涛;基于LabVIEW的比例电磁铁动静态性能测试系统研究[D];浙江大学;2012年

2 蔡应强;推土机用发动机动力性能与传动形式研究[D];长安大学;2006年

3 刘峰;牵引车辆液压驱动系统自适应控制策略研究[D];长安大学;2006年

4 沈晓刚;矿用机械行走驱动系统性能匹配研究与实践[D];东北大学;2008年

5 赵鹏兵;装载机静压行驶驱动系统设计及控制算法研究[D];西安科技大学;2010年

6 邓开萍;HT25J型全液压装载机行驶驱动系统研究及控制仿真[D];杭州电子科技大学;2012年

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本文编号：370272