新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真

发布时间：2017-05-25 12:14

  本文关键词：新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在当前的经济形势下,我国的城镇建设发展迅猛,在房屋建筑、公共设施建造等行业中对各类砖块的需求量越来越大。压制制砖机的迅猛发展带动了工业码垛机的发展,目前大多使用电气传动系统来控制,整机结构复杂,稳定性差,安全性不高。本文将气动控制技术应用到工业码垛机上,使其具有结构简单、控制精度高的优点,且满足码垛机现场工艺要求。首先,根据给定码垛机的现场工艺,优化其动力源和执行元件。设计新型码垛机气动伺服系统,对关键元件进行了计算选型。其次,针对系统中关键分系统——升降位置控制系统进行数学建模,并对系统稳定性进行分析,利用AMEsim软件对所设计的气动伺服系统进行建模和仿真分析。根据设备现场的工艺要求,设计系统控制器,在此基础上对整个伺服系统进行仿真分析,找到合理的控制器参数。最后,在实验室对升降气缸的位置闭环控制系统和平衡负载后的系统进行模拟实验,通过对比两种系统的响应曲线得到平衡负载后系统性能的优越性。在此基础上通过调试参数得到更加合理的控制参数,验证本文设计气动伺服系统的正确性。本文所设计的码垛机为专门为粉煤灰砖压制成型机配套使用,对其他形式的码垛机控制系统也具有指导意义。
【关键词】：码垛机 气动伺服系统 位置闭环 AMEsim仿真
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH246;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题来源9-10
• 1.2 课题研究背景和意义10-11
• 1.3 码垛机的国内外现状11-13
• 1.4 仿真技术在气动领域的应用13-14
• 1.5 本文主要工作14-15
• 第2章 码垛机气动伺服系统的设计15-29
• 2.1 码垛机工作原理15-16
• 2.2 码垛机气动伺服系统的设计16-19
• 2.2.1 垂直升降回路16-17
• 2.2.2 水平行走回路17-18
• 2.2.3 夹持回路18-19
• 2.3 码垛机气动伺服系统气动元件的计算选型19-24
• 2.3.1 垂直升降回路关键元件的计算选型19-22
• 2.3.2 水平行走回路关键元件的计算选型22-24
• 2.3.3 夹持回路关键元件的计算选型24
• 2.3.4 其它辅件的选型24
• 2.4 可编程序控制器的选取及程序设计24-28
• 2.4.1 PLC程序设计步骤25
• 2.4.2 码垛机工作流程25-26
• 2.4.3 PLC的选型以及I/O点的确定26
• 2.4.4 PLC程序的设计26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 垂直升降回路气动伺服系统的动态特性分析29-49
• 3.1 比例伺服系统的数学建模30-41
• 3.1.1 比例阀控气缸系统动力机构的建模30-36
• 3.1.2 比例伺服阀的数学模型36-39
• 3.1.3 气动伺服系统的总模型39-41
• 3.2 比例伺服系统的稳定性分析41-45
• 3.2.1 真实系统模型参数的确定41-42
• 3.2.2 开环（速度）放大系数的分析42-43
• 3.2.3 气动固有频率的分析43
• 3.2.4 气动阻尼比的分析43-45
• 3.3 系统优化方案45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 码垛机伺服系统的仿真分析49-62
• 4.1 AMESim软件的介绍49-50
• 4.2 气动阀的建模与仿真分析50-53
• 4.2.1 比例方向阀的建模与仿真50-51
• 4.2.2 气动减压阀的建模与仿真51-53
• 4.3 PID控制策略53-54
• 4.4 垂直回路伺服系统的建模与仿真分析54-61
• 4.4.1 无平衡装置伺服系统仿真分析54-57
• 4.4.2 平衡负载后伺服系统仿真分析57-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 实验研究62-72
• 5.1 实验目的62-63
• 5.2 实验台介绍63-65
• 5.3 实验研究与结果分析65-71
• 5.3.1 垂直气缸位置闭环气动系统实验65-68
• 5.3.2 水平气缸位置闭环气动系统实验68-71
• 5.4 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

【参考文献】

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本文编号：393694