汽车起重机电液比例控制系统的研究与开发

发布时间：2020-06-07 06:54

【摘要】： 电液比例控制技术是工程机械的核心技术之一,经过六十多年的发展,它由一项单一的技术,形成了目前机电液一体化、智能化、信息化的综合自动化系统。在我国由于起步晚,技术水平低,汽车起重机生产厂商往往需要从国外引进电液比例控制系统核心控制器,以提升自身产品的竞争力。但是进口的控制器产品一方面价格偏高,造成汽车起重机整车成本高昂;另一方面它是通用产品,难以适应国内的汽车起重机的某些特殊作业环境,以致故障不断。因此,自主研发设计汽车起重机电液比例控制系统及其核心控制器,已成为国内汽车起重机生产厂商的当务之急。 本文密切结合湖南省科技攻关重点项目进行研究,围绕“汽车起重机电液比例控制系统”的开发做了大量的工作。本文首先从研究汽车起重机的功能入手,以面向对象的观点和使用UML作为建模工具,透彻地分析了汽车起重机功能应该具有的结构、行为特性,经过分析得出的结构、行为方面的特性是作为汽车起重机功能的内部描述存在的、具有固定不变的特点,这些特性的描述是研究与设计汽车起重机电液比例控制系统所必需的基础工作。针对怎样实现汽车起重机电液比例控制系统核心控制器问题,即系统的设计问题,本文从整体上研究和比较了多种方案,最终选择了双处理器共享内存的体系结构模式,并且从硬件和软件上完成了核心控制器的详细设计。最后,本文针对无位置反馈的电液比例阀,设计了内部的数字式电流调节器,可以很大程度上解决没有位移反馈带来了定位精度不够、响应速度减慢的问题。 核心控制器样机的试验情况表明,本文所设计的汽车起重机电液比例控制系统具有简洁实用、成本低廉的优点,证明了本文研发成果的有效性和实用价值,为产品的产业化开发打下了良好的基础。
【图文】：

代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁,已经成为现代控制工程的基本技术之一。电液比例控制系统由电子放大及调节单元、电液比例控制单元（含机械转换器在内的比例阀、电液比例变量泵及变量马达）、动力执行单元及动力源、工程负载及信号检测反馈处理单元所组成。电液比例控制常用于开环系统，其控制方框图如图 1.1 所示。控制器(计算机)给出的信号通常是电压信号，经电控器处理放大后向电液比例阀的比例电磁铁(力马达)输送直流电流 I，电磁铁将 I 按比例转换成电磁力pF ,pF 通过弹性元件作用在控制阀的阀芯上，使之产生相应的位移，从而控制液流的流量、压力和方向[1]，通过执行元件(液压缸或液压马达)使负载(如铲刀)获得随信号的大小和性质变化而连续地成比例变化的力 F(扭矩)、速度 V(角速度)或位移。开环控制的精度较低且没有跟踪功能。如果系统要求精度较高，可对开环系统的输出量检测并反馈到控制器，使之与指令信号进行比较，得到差值ibΔe =e e后再经电控器去控制电液比例阀[2，3]。图 1.2 是闭环电流比例控制简化方框图。

电液比例控制常用于开环系统，其控制方框图如图 1.1 所示。控制器(计算机)给出的信号通常是电压信号，经电控器处理放大后向电液比例阀的比例电磁铁(力马达)输送直流电流 I，电磁铁将 I 按比例转换成电磁力pF ,pF 通过弹性元件作用在控制阀的阀芯上，使之产生相应的位移，从而控制液流的流量、压力和方向[1]，，通过执行元件(液压缸或液压马达)使负载(如铲刀)获得随信号的大小和性质变化而连续地成比例变化的力 F(扭矩)、速度 V(角速度)或位移。开环控制的精度较低且没有跟踪功能。如果系统要求精度较高，可对开环系统的输出量检测并反馈到控制器，使之与指令信号进行比较，得到差值ibΔe =e e后再经电控器去控制电液比例阀[2，3]。图 1.2 是闭环电流比例控制简化方框图。图 1.1 开环电液比例控制系统
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH213.6

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 翟大鹏;大型履带式起重机双卷扬同步控制系统研究[D];吉林大学;2011年

2 贺信;汽车起重机起升系统分析与仿真[D];长安大学;2011年

本文编号：2701032