覆带起重机起升系统双马达同步控制技术研究
发布时间：2021-05-10 08:17
液压起升系统是履带起重机最重要的组成部分，它的安全性及稳定性直接关系到整机的工作性能，也是评价一台起重机性能优劣的重要指标。为了保证工作的可靠性，大型履带起重机常常采用单钩双卷扬的起升结构，即由两个结构、参数相同的液压马达共同提升同一个吊钩，完成对重物的起吊工作。但由于液压波动、系统泄漏，外部干扰等因素的影响，常常出现同步误差，如何保证履带起重机双卷扬系统的同步控制精度是摆在研究人员面前的首要问题。就目前液压同步控制方法而言，大多数现有的控制方法往往过于复杂，或者是附加条件过多，并带有一定针对性，在应用上受到很大的局限。因此，本文从简便实用的观点出发，结合校企合作项目对450t履带起重机做了大量的分析与研究工作。研究的目的就是为了寻求一种合适的控制规律，使双马达同步控制系统得到较高的同步控制精度。本文主要研究工作如下：1、在建立系统数学模型的基础上，对液压起升系统及其关键元件的结构和原理进行深入研究，并通过传递函数法对系统的动态特性进行分析，找出影响双马达同步控制精度的相关因素。针对平衡阀阀口通流面积梯度对平衡阀动态特性的影响，提出一种新的平衡阀阀口结构形式，以改善阀口通流面积梯度的突...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 履带起重机国内外发展现状及发展趋势
1.2.1 履带起重机国外发展现状
1.2.2 履带起重机国内发展现状
1.2.3 我国履带起重机的未来发展趋势
1.3 液压同步控制技术
1.3.1 液压同步控制技术的分类
1.3.2 液压同步控制技术的研究现状
1.3.3 液压同步控制技术亟需解决的问题及发展趋势
1.4 本文主要研究内容
第2章 履带起重机液压起升系统结构及原理分析
2.1 液压起升系统结构
2.2 液压起升系统工作原理
2.3 关键液压元件分析
2.3.1 恒功率变量泵
2.3.2 恒压变量马达
2.3.3 平衡阀
2.4 本章小结
第3章 履带起重机液压起升系统建模与仿真
3.1 建模方法分析
3.2 液压起升系统的数学模型
3.2.1 卷扬机构数学模型
3.2.2 平衡阀的数学模型
3.2.3 变量马达的数学模型
3.3 液压起升系统 AMESim 模型及仿真分析
3.3.1 AMESim 软件特点
3.3.2 卷扬机构的 AMESim 模型
3.3.3 平衡阀的 AMESim 模型
3.3.4 变量泵的 AMESim 模型
3.3.5 变量马达的 AMESim 模型
3.4 本章小结
第4章 履带起重机双马达同步控制影响因素分析
4.1 压力波动对双马达同步控制的影响
4.2 压力波动的主要影响因素
4.2.1 平衡阀对压力波动的影响
4.2.2 变量马达对压力波动的影响
4.3 改进措施及优化方案
4.3.1 压力波动的危害
4.3.2 减少压力波动的一般方法
4.3.3 确立优化方案
4.4 本章小结
第5章 履带起重机双马达同步控制策略研究
5.1 PID 控制
5.1.1 PID 控制规律及结构
5.1.2 PID 控制各环节的作用
5.2 数字 PID 控制
5.2.1 位置式 PID 控制算法
5.2.2 增量式 PID 控制算法
5.2.3 数字 PID 控制器采样周期的选择
5.2.4 PID 控制的特点
5.3 神经网络控制
5.3.1 生物神经元
5.3.2 人工神经元
5.3.3 人工神经元模型及控制规律
5.3.4 人工神经网络的结构形式
5.3.5 人工神经元的主要学习算法
5.3.6 人工神经元的基本学习规则
5.3.7 人工神经元的特征
5.3.8 人工神经元需要解决的问题
5.4 单神经元 PID 控制
5.4.1 单神经元 PID 控制原理
5.4.2 单神经元 PID 控制与传统 PID 控制对比
5.4.3 单神经元 PID 控制器的稳定性分析
5.5
5.5.1 控制方式的选取
5.5.2 控制变量的选取
5.6 本章小结
第6章 履带起重机双马达同步控制系统仿真与实验研究
6.1 AMESim 与 Matlab/Simulink 联合仿真
6.1.1 双卷扬液压起升系统联合仿真模型
6.1.2 仿真分析
6.2 实验研究
6.2.1 确定实验方案
6.2.2 实验结果分析
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 研究结论
7.2 未来展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加的科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]“中国制造”履带起重机登顶之路[J]. 薛学伟. 建设机械技术与管理. 2011(06)
[2]中联重科ZCC3200NP型履带式起重机成功下线[J]. 莫宇. 今日工程机械. 2011(11)
[3]基于模糊PID控制的大型履带起重机双马达速度同步控制[J]. 刘晓峰,刘昕晖,王龙山,谢新华,陈晋市. 吉林大学学报(工学版). 2011(03)
[4]核危机笼罩下的履带式起重机行业[J]. 司宁博. 工程机械与维修. 2011(05)
[5]九大猜想2020中国工程机械行业变革与走势预测[J]. 本刊编辑部,韩学松. 工程机械与维修. 2010(11)
[6]履带起重机变幅机构动态特性分析[J]. 林贵瑜,董永平,李伟涛. 建筑机械化. 2009(11)
[7]管道效应对液压同步系统动态特性的影响研究[J]. 田勇,李建生,曹宪周,赵会勇,董彬. 机床与液压. 2009(09)
[8]阀控液压位置伺服系统管路压力冲击研究[J]. 黄黎芹,刘荣,陈鹰. 机电工程. 2009(03)
[9]履带起重机产品现状及发展趋势[J]. 刘金江. 建筑机械. 2009(05)
[10]运用AMESim/Simulink的液压机同步平衡控制系统的仿真研究[J]. 涂江涛,黄明辉,刘忠伟. 现代制造工程. 2009(02)
博士论文
[1]自适应单神经元智能控制策略及其在汽车主动悬架中的应用研究[D]. 金耀.湖南大学 2007
[2]带长管道的负载敏感系统研究[D]. 孔晓武.浙江大学 2003
硕士论文
[1]大型履带式起重机双卷扬同步控制系统研究[D]. 翟大鹏.吉林大学 2011
[2]电液比例同步控制系统建模及控制策略研究[D]. 胡建军.昆明理工大学 2008
本文编号：3179028
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 履带起重机国内外发展现状及发展趋势
1.2.1 履带起重机国外发展现状
1.2.2 履带起重机国内发展现状
1.2.3 我国履带起重机的未来发展趋势
1.3 液压同步控制技术
1.3.1 液压同步控制技术的分类
1.3.2 液压同步控制技术的研究现状
1.3.3 液压同步控制技术亟需解决的问题及发展趋势
1.4 本文主要研究内容
第2章 履带起重机液压起升系统结构及原理分析
2.1 液压起升系统结构
2.2 液压起升系统工作原理
2.3 关键液压元件分析
2.3.1 恒功率变量泵
2.3.2 恒压变量马达
2.3.3 平衡阀
2.4 本章小结
第3章 履带起重机液压起升系统建模与仿真
3.1 建模方法分析
3.2 液压起升系统的数学模型
3.2.1 卷扬机构数学模型
3.2.2 平衡阀的数学模型
3.2.3 变量马达的数学模型
3.3 液压起升系统 AMESim 模型及仿真分析
3.3.1 AMESim 软件特点
3.3.2 卷扬机构的 AMESim 模型
3.3.3 平衡阀的 AMESim 模型
3.3.4 变量泵的 AMESim 模型
3.3.5 变量马达的 AMESim 模型
3.4 本章小结
第4章 履带起重机双马达同步控制影响因素分析
4.1 压力波动对双马达同步控制的影响
4.2 压力波动的主要影响因素
4.2.1 平衡阀对压力波动的影响
4.2.2 变量马达对压力波动的影响
4.3 改进措施及优化方案
4.3.1 压力波动的危害
4.3.2 减少压力波动的一般方法
4.3.3 确立优化方案
4.4 本章小结
第5章 履带起重机双马达同步控制策略研究
5.1 PID 控制
5.1.1 PID 控制规律及结构
5.1.2 PID 控制各环节的作用
5.2 数字 PID 控制
5.2.1 位置式 PID 控制算法
5.2.2 增量式 PID 控制算法
5.2.3 数字 PID 控制器采样周期的选择
5.2.4 PID 控制的特点
5.3 神经网络控制
5.3.1 生物神经元
5.3.2 人工神经元
5.3.3 人工神经元模型及控制规律
5.3.4 人工神经网络的结构形式
5.3.5 人工神经元的主要学习算法
5.3.6 人工神经元的基本学习规则
5.3.7 人工神经元的特征
5.3.8 人工神经元需要解决的问题
5.4 单神经元 PID 控制
5.4.1 单神经元 PID 控制原理
5.4.2 单神经元 PID 控制与传统 PID 控制对比
5.4.3 单神经元 PID 控制器的稳定性分析
5.5
5.5.1 控制方式的选取
5.5.2 控制变量的选取
5.6 本章小结
第6章 履带起重机双马达同步控制系统仿真与实验研究
6.1 AMESim 与 Matlab/Simulink 联合仿真
6.1.1 双卷扬液压起升系统联合仿真模型
6.1.2 仿真分析
6.2 实验研究
6.2.1 确定实验方案
6.2.2 实验结果分析
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 研究结论
7.2 未来展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加的科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]“中国制造”履带起重机登顶之路[J]. 薛学伟. 建设机械技术与管理. 2011(06)
[2]中联重科ZCC3200NP型履带式起重机成功下线[J]. 莫宇. 今日工程机械. 2011(11)
[3]基于模糊PID控制的大型履带起重机双马达速度同步控制[J]. 刘晓峰,刘昕晖,王龙山,谢新华,陈晋市. 吉林大学学报(工学版). 2011(03)
[4]核危机笼罩下的履带式起重机行业[J]. 司宁博. 工程机械与维修. 2011(05)
[5]九大猜想2020中国工程机械行业变革与走势预测[J]. 本刊编辑部,韩学松. 工程机械与维修. 2010(11)
[6]履带起重机变幅机构动态特性分析[J]. 林贵瑜,董永平,李伟涛. 建筑机械化. 2009(11)
[7]管道效应对液压同步系统动态特性的影响研究[J]. 田勇,李建生,曹宪周,赵会勇,董彬. 机床与液压. 2009(09)
[8]阀控液压位置伺服系统管路压力冲击研究[J]. 黄黎芹,刘荣,陈鹰. 机电工程. 2009(03)
[9]履带起重机产品现状及发展趋势[J]. 刘金江. 建筑机械. 2009(05)
[10]运用AMESim/Simulink的液压机同步平衡控制系统的仿真研究[J]. 涂江涛,黄明辉,刘忠伟. 现代制造工程. 2009(02)
博士论文
[1]自适应单神经元智能控制策略及其在汽车主动悬架中的应用研究[D]. 金耀.湖南大学 2007
[2]带长管道的负载敏感系统研究[D]. 孔晓武.浙江大学 2003
硕士论文
[1]大型履带式起重机双卷扬同步控制系统研究[D]. 翟大鹏.吉林大学 2011
[2]电液比例同步控制系统建模及控制策略研究[D]. 胡建军.昆明理工大学 2008
本文编号：3179028
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3179028.html
