全液压炮弹转运机械手液压控制系统的建模与仿真
发布时间：2021-05-28 08:15
随着新型武器的研发,每年都会产生大量的废旧的炮弹,为了提高资源的有效利用率,本文设想将废旧的炮弹重新加工,使之能够重新运用到新的武器系统中。炮弹壳加工过程要求较高的自动化程度,在此背景下,本文设计了一套全液压炮弹转运机械手,代替人工搬运炮弹,让炮弹壳在模具上的装卸实现自动化。本文研究机械手的液压控制系统,计算机械手各部分相关载荷,设计液压系统原理图,选择相关液压元件,验算液压系统的性能。为了满足机械手位置控制精度的要求,其中机械手臂的伸缩采用电液比例控制,在该回路中为了提高手臂运动的稳定性,采用非对称阀控非对称缸系统,本文推导了其传递函数,建立了电液比例控制系统的数学模型。根据构建的数学模型,利用MATLAB/Simulink的仿真软件下搭建了电液比例控制系统的仿真模型,对系统的稳定性、响应特性和动态特性进行了分析。根据机械手实际工况特点,在系统的仿真模型加入PID控制策略,在Simulink仿真环境下整定PID参数,提升控制效果。本文还运用了液压仿真软件DSHplus搭建了机械手臂的电液比例控制系统模型,结合MATLAB/Simulink设计的PID控制器程序,采用DSHplus与S...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 机械手国内外研究现状及发展趋势
1.3 机械手的组成及分类
1.3.1 机械手的组成
1.3.2 机械手的分类
1.4 电液比例控制技术
1.5 本文的主要研究工作
第二章 机械手的总体结构
2.1 炮弹壳扩张机工作情况分析
2.2 全液压炮弹转运机械手结构设计要求
2.2.1 主要设计数据
2.2.2 机械手设计的注意事项
2.3 机械手的结构设计
2.3.1 坐标型式选择
2.3.2 机械手运动简图
2.3.3 机械手装配图
2.3.4 机械手的动作程序和运动参数
第三章 机械手液压系统的设计
3.1 液压系统设计流程
3.2 机械手各液压缸载荷的分析和计算
3.2.1 升降液压缸载荷的分析和计算
3.2.2 手臂伸缩液压缸载荷的计算
3.2.3 手指夹紧缸的夹紧载荷计算
3.2.4 立柱摆动转矩的计算
3.2.5 手腕回转转矩的计算
3.3 拟定液压系统原理图
3.4 主要参数的确定和元件选择
3.4.1 初选液压系统的工作压力
3.4.2 液压缸、马达的选择
3.4.3 液压缸和液压马达需要流量的计算
3.4.4 液压缸和液压马达实际工作压力的计算
3.4.5 电液比例方向阀的选择
3.4.6 液压泵的选择
3.4.7 电动机的选用
3.4.8 其它液压元件的选择
3.5 液压系统的性能验算
3.5.1 液压系统压力损失计算
3.5.2 液压系统功率的计算
3.5.3 液压系统冲击压力的计算
第四章 电液比例控制系统建模与仿真
4.1 非对称阀控非对称缸的数学模型的建立
4.1.1 非对称阀控非对称缸的基本方程
4.1.2 建立数学模型
4.2 电液比例位置控制系统的建模
4.2.1 各个环节的传递函数
4.2.2 电液比例位置控制系统仿真模型的建立
4.3 基于Simulink环境建模和仿真
4.3.1 Simulink简介
4.3.2 在Simulink中建模并进行仿真分析
4.4 PID控制器的设计与仿真
4.4.1 PID控制的原理
4.4.2 PID控制器的参数整定和仿真分析
第五章 DSHplus和Simulink联合仿真
5.1 DSHplus软件的简介
5.2 DSHplus的技术模块库
5.3 在DSHplus环境中仿真分析
5.4 DSHplus与Simulink的联合仿真
5.4.1 在DSHplus中建立联合仿真模型
5.4.2 联合仿真分析
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DSHplus的机床速度换接回路建模与仿真[J]. 高军浩,杨国平,陈博. 机床与液压. 2011(21)
[2]电液比例位置控制系统建模与仿真[J]. 刘保杰,强宝民,权辉. 液压气动与密封. 2011(11)
[3]我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 李宇剑,巢明. 制造业自动化. 2010(15)
[4]我国液压机技术的发展简介及趋势[J]. 刘立新. 宁夏机械. 2009 (04)
[5]工业机械手的设计[J]. 康立新,马建华. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(08)
[6]重车联合制动电液比例控制系统仿真与实验研究[J]. 徐鸣. 兵工学报. 2008(01)
[7]工业机器人产业现状与发展[J]. 徐方. 机器人技术与应用. 2007(05)
[8]对称阀控非对称液压缸的电液比例位置控制系统建模与分析[J]. 沈瑜,高晓丁,王筠. 陕西科技大学学报. 2007(04)
[9]非对称阀控制非对称缸的分析研究[J]. 王栋梁,李洪人,张景春. 济南大学学报(自然科学版). 2003(02)
[10]非对称阀控制非对称缸的动态特性[J]. 关景泰,王海滨,周俊龙. 同济大学学报(自然科学版). 2001(09)
硕士论文
[1]四自由度液压机械手液压系统设计[D]. 胡海洪.南昌大学 2012
[2]60MN水压机电液比例控制系统仿真与实验研究[D]. 刘春庆.燕山大学 2012
[3]拉伸机专用上下料机械手的设计与控制系统研究[D]. 赵锦荣.苏州大学 2012
[4]大型阀控伺服液压机电液控制系统的特性研究[D]. 牛风山.合肥工业大学 2012
[5]电液比例位置控制系统研究[D]. 魏培.西安建筑科技大学 2011
[6]基于机电液一体化的液压机械手设计及其控制[D]. 赵旭.东北大学 2010
[7]接箍车丝机上下料专用机械手的研制[D]. 黄凯强.浙江大学 2008
[8]电液比例阀控缸位置控制系统的研究与应用[D]. 马晓宏.东华大学 2008
[9]摩擦焊钻杆上、下料机械手的研究[D]. 彭腊梅.煤炭科学研究总院 2006
本文编号：3207903
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 机械手国内外研究现状及发展趋势
1.3 机械手的组成及分类
1.3.1 机械手的组成
1.3.2 机械手的分类
1.4 电液比例控制技术
1.5 本文的主要研究工作
第二章 机械手的总体结构
2.1 炮弹壳扩张机工作情况分析
2.2 全液压炮弹转运机械手结构设计要求
2.2.1 主要设计数据
2.2.2 机械手设计的注意事项
2.3 机械手的结构设计
2.3.1 坐标型式选择
2.3.2 机械手运动简图
2.3.3 机械手装配图
2.3.4 机械手的动作程序和运动参数
第三章 机械手液压系统的设计
3.1 液压系统设计流程
3.2 机械手各液压缸载荷的分析和计算
3.2.1 升降液压缸载荷的分析和计算
3.2.2 手臂伸缩液压缸载荷的计算
3.2.3 手指夹紧缸的夹紧载荷计算
3.2.4 立柱摆动转矩的计算
3.2.5 手腕回转转矩的计算
3.3 拟定液压系统原理图
3.4 主要参数的确定和元件选择
3.4.1 初选液压系统的工作压力
3.4.2 液压缸、马达的选择
3.4.3 液压缸和液压马达需要流量的计算
3.4.4 液压缸和液压马达实际工作压力的计算
3.4.5 电液比例方向阀的选择
3.4.6 液压泵的选择
3.4.7 电动机的选用
3.4.8 其它液压元件的选择
3.5 液压系统的性能验算
3.5.1 液压系统压力损失计算
3.5.2 液压系统功率的计算
3.5.3 液压系统冲击压力的计算
第四章 电液比例控制系统建模与仿真
4.1 非对称阀控非对称缸的数学模型的建立
4.1.1 非对称阀控非对称缸的基本方程
4.1.2 建立数学模型
4.2 电液比例位置控制系统的建模
4.2.1 各个环节的传递函数
4.2.2 电液比例位置控制系统仿真模型的建立
4.3 基于Simulink环境建模和仿真
4.3.1 Simulink简介
4.3.2 在Simulink中建模并进行仿真分析
4.4 PID控制器的设计与仿真
4.4.1 PID控制的原理
4.4.2 PID控制器的参数整定和仿真分析
第五章 DSHplus和Simulink联合仿真
5.1 DSHplus软件的简介
5.2 DSHplus的技术模块库
5.3 在DSHplus环境中仿真分析
5.4 DSHplus与Simulink的联合仿真
5.4.1 在DSHplus中建立联合仿真模型
5.4.2 联合仿真分析
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DSHplus的机床速度换接回路建模与仿真[J]. 高军浩,杨国平,陈博. 机床与液压. 2011(21)
[2]电液比例位置控制系统建模与仿真[J]. 刘保杰,强宝民,权辉. 液压气动与密封. 2011(11)
[3]我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 李宇剑,巢明. 制造业自动化. 2010(15)
[4]我国液压机技术的发展简介及趋势[J]. 刘立新. 宁夏机械. 2009 (04)
[5]工业机械手的设计[J]. 康立新,马建华. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(08)
[6]重车联合制动电液比例控制系统仿真与实验研究[J]. 徐鸣. 兵工学报. 2008(01)
[7]工业机器人产业现状与发展[J]. 徐方. 机器人技术与应用. 2007(05)
[8]对称阀控非对称液压缸的电液比例位置控制系统建模与分析[J]. 沈瑜,高晓丁,王筠. 陕西科技大学学报. 2007(04)
[9]非对称阀控制非对称缸的分析研究[J]. 王栋梁,李洪人,张景春. 济南大学学报(自然科学版). 2003(02)
[10]非对称阀控制非对称缸的动态特性[J]. 关景泰,王海滨,周俊龙. 同济大学学报(自然科学版). 2001(09)
硕士论文
[1]四自由度液压机械手液压系统设计[D]. 胡海洪.南昌大学 2012
[2]60MN水压机电液比例控制系统仿真与实验研究[D]. 刘春庆.燕山大学 2012
[3]拉伸机专用上下料机械手的设计与控制系统研究[D]. 赵锦荣.苏州大学 2012
[4]大型阀控伺服液压机电液控制系统的特性研究[D]. 牛风山.合肥工业大学 2012
[5]电液比例位置控制系统研究[D]. 魏培.西安建筑科技大学 2011
[6]基于机电液一体化的液压机械手设计及其控制[D]. 赵旭.东北大学 2010
[7]接箍车丝机上下料专用机械手的研制[D]. 黄凯强.浙江大学 2008
[8]电液比例阀控缸位置控制系统的研究与应用[D]. 马晓宏.东华大学 2008
[9]摩擦焊钻杆上、下料机械手的研究[D]. 彭腊梅.煤炭科学研究总院 2006
本文编号：3207903
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3207903.html
