大吨位起重机多桥转向液压控制系统研究

发布时间：2017-09-03 10:20

  本文关键词：大吨位起重机多桥转向液压控制系统研究

  更多相关文章： 大吨位起重机 多轴转向 联合仿真 PID 模糊控制

【摘要】：大吨位起重机在工程建设中发挥着重要作用，当车辆转向时，，其车身长、质量大的特点导致转向半径过大，尤其在复杂的作业环境中工作时，车辆的机动性会变得很差，轮胎磨损十分严重，影响了车辆的灵活性、经济性。虽然多轴转向技术可以使大吨位起重机的转向性能得到明显提高，但如果各转向桥上的车轮不能很好的协同工作，反而会加剧轮胎磨损，破坏车辆的稳定性。多桥转向控制技术可以控制各个转向桥上车轮的偏转角度，使各个车轮在设定的控制策略下协同完成车辆转向，因此研究多桥转向控制技术对提升多轴车辆的转向性能有着重要的意义。 本文针对全地面起重机底盘转向液压系统展开研究，利用AMESim液压仿真软件与MATLAB建立了系统动态仿真模型，分析液压系统的动态特性，并在模糊控制理论基础上设计出模糊PID控制器，从而改进了多桥转向控制策略，使多轴车辆转向性能得到优化。本文的主要内容如下： （1）论文首先介绍多桥转向车辆多种工作模式及各自优势，并对多桥转向系统进行分析，介绍了多轴车辆零质心侧偏角控制策略及车辆二自由度数学模型。其次，对单个转向桥的液压系统进行理论分析，建立其数学模型，并判定系统稳定性。 （2）搭建了AMESim、MATLAB联合仿真环境，在AMESim仿真软件中建立单个转向桥中的电液比例系统仿真模型，在MATLAB中搭建传统PID控制器模型。在输入不同工况的控制信号后进行仿真，并分析液压系统的动态特性及影响因素。 （3）搭建单个转向桥液压试验台，将试验曲线与第三章中仿真曲线进行对比，证明了所搭建的模型可以正确反映出系统特性。为在仿真模型基础上进一步优化控制策略奠定基础。 （4）设计出可以对PID三个参数动态优化的模糊PID控制器，在不改变现有系统的前提下，通过优化控制策略的方式提升车辆转向系统的性能，使转向系统的快速响应性和抗干扰性得到提高。
【关键词】：大吨位起重机 多轴转向 联合仿真 PID 模糊控制
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH213;TP273
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 本文研究的背景和意义10-13
• 1.2 多桥转向系统简介13-15
• 1.2.1 机械式多桥转向系统13
• 1.2.2 电控电动式多桥转向系统13-14
• 1.2.3 电控液压式多桥转向系统14-15
• 1.3 国内外研究现状15-17
• 1.4 本文研究的主要内容17-18
• 第2章 多桥转向系统理论分析18-36
• 2.1 多桥转向原理18-19
• 2.2 二自由度多轴车辆数学模型19-20
• 2.3 零质心侧偏角控制策略20-21
• 2.4 单转向桥液压系统理论分析21-33
• 2.4.1 压力补偿阀数学建模23-25
• 2.4.2 比例方向阀数学模型25-28
• 2.4.3 转向油缸数学模型建立28-30
• 2.4.4 系统传递函数30-31
• 2.4.5 系统稳定性判定31-33
• 2.5 本章小结33-36
• 第3章 单转向桥系统建模与仿真36-50
• 3.1 单转向桥液压系统 AMESim 建模36-39
• 3.2 PID 控制器设计39-43
• 3.2.1 PID 简介39-40
• 3.2.2 PID 参数整定方法40-42
• 3.2.3 PID 模型搭建42-43
• 3.3 单转向桥系统仿真43-47
• 3.4 仿真结果分析47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 单转向桥台架实验及仿真模型验证50-58
• 4.1 试验台架的基本原理50-53
• 4.2 实验结果与仿真模型验证53-57
• 4.3 本章小结57-58
• 第5章 模糊 PID 控制器设计及系统仿真58-70
• 5.1 模糊控制理论基础58-60
• 5.2 模糊控制器的设计步骤60-64
• 5.3 模糊 PID 控制模型的建立64-65
• 5.4 转向系统优化仿真分析65-67
• 5.5 本章小结67-70
• 第6章 结论与展望70-72
• 6.1 全文结论70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋运忠;PID参数整定发展的趋势[J];焦作工学院学报;1999年05期

2 张小江;高秀华;杨铭;;多轴转向车辆的转向性能[J];吉林大学学报(工学版);2009年04期

3 王云超;高秀华;陈宁;;多轴转向车辆转向杆系的受力分析[J];计算机仿真;2009年12期

4 于宗振;;基于AMEsim/Simulink的电液伺服比例控制的同步回路建模与仿真研究[J];机械研究与应用;2012年03期

5 王永富;柴天佑;;自适应模糊控制理论的研究综述[J];控制工程;2006年03期

6 周名,余卓平,赵治国;电控液压助力转向系统机理研究[J];交通科技与经济;2005年01期

7 杨竞;;模糊控制和参数自整定PID设计[J];科技信息(科学教研);2007年33期

8 潘汝涛;;PID控制器简介及参数整定方法[J];科技信息;2011年07期

9 王磊;王彬;;九轴全地面起重机全轮转向操纵稳定性分析[J];建筑机械化;2013年12期

10 汪东明,陈南;电控电动式四轮转向系统的研究与发展[J];汽车电器;2004年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张小江;全地面起重机转向性能仿真和试验研究[D];吉林大学;2011年

本文编号：784428