液压系统动态性能试验测试平台仿真研究

发布时间：2020-08-07 04:49

【摘要】： 液压系统以功率质量比高等优点在各工程领域得到广泛应用,液压系统性能优劣的判定需要通过动态试验测试进行。研究和开发通用化的液压系统动态性能试验台,在液压系统设计、分析和改进中具有十分重要的价值,将仿真技术引入液压系统试验研究可以减少物理试验中花费的人力、物力和财力,并能在试验前对被试验的系统进行预测及方案优化。 本论文结合福建省重大专项“工程机械液压系统动态性能试验测试平台的研发”,以实际搭建的液压系统动态性能试验测试平台为研究对象,采用EASY5软件对系统进行仿真研究,主要开展的研究工作是: 1.在对液压系统性能试验台组成、功用深入了解的基础上,分析系统基本液压元件的数学模型,采用解析法推导出系统中重要压力控制元件比例溢流阀的二阶简化传递函数模型,构建了比例溢流阀的仿真模块。 2.采用EASY5高级液压库中基本液压单元块建立二通插装阀及其方向控制回路模型,通过简化传递函数模型,运用通用库中元件建立先导比例溢流阀仿真模型。 3.完成整个试验系统仿真建模,设计实验验证方式,通过实验结果与仿真结果的对比,进一步调整仿真参数,使仿真结果在各种工况下都与实验结果实现吻合,证明所建模型的正确性。 4.通过稳态扫描分析功能,对系统在一定流量下管路直径对系统稳态的影响进行分析,得到管路直径的最佳配制方案,为优化物理试验台提供理论参考。 5.针对系统闭环压力控制的控制精度偏低和过渡时间较长的情况,采用PID控制对系统进行改进,改进后系统的控制精度和过渡品质有所提高,调定的PID参数为实际控制优化提供了参考,在此基础上分析了压力输入和流量变化对系统动态特性的具体影响 本文成功搭建了液压系统动态性能试验台的仿真模型,并与物理试验系统进行了仿真验证,其研究成果进一步完善将可运用于工程机械液压系统动态性能的仿真及半物理仿真研究,并为指导液压系统性能试验台的改进、优化提供理论基础,这种研究方法对推广到其它工程领域液压系统性能试验的研究具有重要的指导意义!
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH137
【图文】：

计算机仿真包括三个要素，即系统、模型和计算机。联系这三个要素的有三个基本活动：系统模型建立，仿真模型建立和仿真实验。计算机仿真三要素及三个基本活动的关系如图1-2所示[11]。图 1-2 系统仿真过程三要素之间的关系计算机仿真技术作为液压系统或元件设计阶段的必要手段，已被业界广泛认识。液压仿真技术，从诞生到今天，己经有 30 多年的历史，在我国也有 20 多年的发展历史。随着流体力学、现代控制理论、算法理论、可靠性理论等相关学科的发展，特别是计算机技术的突飞猛进，液压仿真技术也日益成熟，越来越成为液压系统设计人员的有力工具[12]。仿真技术在液压领域的应用主要包括[13]：(1)通过理论推导建立已有液压元件或系统的数学模型，用实验结果与仿真结果进行比较，验证数学模型的准确度，并把这个数学模型作为今后改进和设计类似元件或系统的仿真依据；(2)通过建立数学模型和仿真实验

第二章 液压系统性能试验台组成功用及液压回路分析2.1 性能试验台的基本组成及各部分的功用液压系统性能试验台（STS）作为工程机械液压系统通用动态性能试验测试平台可以满足各种工程机械液压系统或元件的试验测试，其采用的是模块化、通用化、多接口设计原则，由于大多工程机械都有工作回路、转向回路和先导回路，因此设计时油源部分分为工作系统、转向系统和先导系统三部分，以满足常用工程机械液压系统的试验测试。ST由试验系统油源(TSP)、供油回油加载测量装置(LMU)、试验台架系统(TBS)、操纵台(MPS和试验通用管路(SGP)五大部分组成。STS 上装有压力、流量、温度、位移(速度)、扭矩及转速变送器。操纵台(MPS)设有本地/远程转换开关，本地状态下 MPS 直接对 TSP 和 LMU 实施手动或自动控制；远程状态下 MPS 受控于上位机即计算机辅助测试系统 CATS。压力、流量、温度、位移(速度)、扭矩及转速信号直接由 CATS 采集、处理、显示。目前厦门工程机械股份有限公司已将装载机的液压系统连接安装在试验台架（T 型台）上进行了一系列的性能测试。图 2-1 所示为液压系统性能试验台的组成流程图。

图 2-2 液压泵站(TSP)原理图箱装置压系统中的主要功能是：贮存供系统工作循环所需要的油量；散发一部分热量；促进油液中的空气分离及消除泡末。对油箱的设计、求实施，本液压性能试验台中设有两个油箱——高位油箱和低位油式油箱既可作为压力油箱也可作为常压油箱。高低位油箱各装有被、温度变送器、液位计和各种球阀。根据不同的试验需要选用压力换相应的球阀。组及其调压阀组液压系统的动力元件，它将电动机输入的机械能转化为液压能，为试验台采用变频电机，可以对系统中所用的泵进行无极调速，能为量和进行各种形式的动态性能测试。采用的泵为容积式定量泵，在满足系统对压力、流量的控制。台中的泵组及调压阀组包括变频工作泵组及其调压阀组、变频转向频工作泵组 VFP1 由工作变频控制柜 VFC1 控制；变频转向泵组 V

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本文编号：2783509