工程机械典型工况电液模拟加载实验系统动态特性分析

发布时间：2017-05-12 19:08

  本文关键词：工程机械典型工况电液模拟加载实验系统动态特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压传动与控制是工程机械的核心技术，随着工程机械液压系统集成化、智能化程度的提高，液压设备的结构和传递过程中的信息交互越来越复杂，系统运行的稳定性和可靠性得到广泛关注。工程机械由于作业环境的复杂多变，要求其液压系统必须具有较高的动态性能以适应载荷的复杂性，如果能对工程机械典型工况特征进行提取，使工程机械作业过程能够在实验室环境下进行计算机模拟，将对缩短开发周期和成本、开展液压系统稳定性和可靠性研究有着重要意义。为此，本文针对工程机械典型工况模拟实验装置动力学问题开展以下研究。 在分析课题组前期研制的工程机械典型工况计算机模拟试验系统的组成及工作原理基础上，利用流量连续性方程和压力平衡方程建立了柱塞泵变量机构的数学模型，得到其传递函数；然后利用AMESim软件建立了仿真模型，并对影响液压系统动态特性的因素进行了仿真分析，根据工程机械作业过程中的载荷谱常见形式，将复杂载荷分解成三种简单工况，以此分析载荷对系统动态特性的影响规律，得出反映系统动态特性的马达转速和压力变化过程。最后，以液压变频调速和电液比例控制为理论基础，引入PID控制器，，将采用PID控制的系统仿真结果与未加PID控制器的系统仿真结果进行对比分析。在此基础之上，提出了在液压系统中加入蓄能器来提高动态特性的方案，并对该方案进行了有效性仿真分析。
【关键词】：工程机械 液压系统 实验模拟装置 AMESim仿真 动态特性
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题研究背景和意义8-9
• 1.1.1 课题研究背景8
• 1.1.2 课题研究意义8-9
• 1.2 液压实验系统动态特性分析及现状9-11
• 1.2.1 液压实验系统动态特性概述9
• 1.2.2 动态特性仿真技术研究现状9-11
• 1.3 液压实验系统动态特性及控制研究存在的问题及发展趋势11-13
• 1.4 论文研究的主要内容13
• 1.5 本章小结13-14
• 2 电液模拟加载实验台简介及其建模方法14-26
• 引言14
• 2.1 电液模拟加载实验台14-16
• 2.1.1 电液模拟加载实验台简介14-15
• 2.1.2 电液模拟加载实验台的组成及工作原理15-16
• 2.2 液压系统的建模过程16-17
• 2.3 液压系统动态建模方法17-25
• 2.3.1 功率键合图法17-22
• 2.3.2 节点容腔法22-23
• 2.3.3 灰箱建模法23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 电液模拟加载实验系统动态建模及控制方案设计26-42
• 引言26
• 3.1 驱动系统变量机构数学建模26-32
• 3.2 电液模拟加载实验系统 AMESim 模型的建立32-37
• 3.2.1 AMESim 软件介绍32-36
• 3.2.2 电液模拟加载实验系统 AMESim 模型的建立36-37
• 3.3 电液模拟加载实验系统控制方案的设计37-41
• 3.3.1 控制系统的基本品质要求37-38
• 3.3.2 驱动系统泵控马达闭式回路控制原理38-39
• 3.3.3 常规数字 PID 控制39-41
• 3.3.4 电液模拟加载实验系统控制方案模型41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 电液模拟加载实验系统动态特性仿真分析42-59
• 引言42
• 4.1 计算机仿真的目的和必要性42
• 4.2 电液模拟加载实验系统动态特性影响因素仿真分析42-49
• 4.2.1 系统参数的确定43-44
• 4.2.2 动态特性影响因素仿真分析44-49
• 4.3 典型工况下电液模拟加载实验系统动态特性仿真分析49-53
• 4.3.1 阶跃负载仿真分析50-51
• 4.3.2 斜坡负载仿真分析51-52
• 4.3.3 方波负载仿真分析52-53
• 4.4 使用蓄能器提高系统的动态特性53-58
• 4.4.1 建立蓄能器的模型54-56
• 4.4.2 蓄能器的仿真结果分析56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 5 总结与展望59-61
• 5.1 总结59
• 5.2 问题与展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文66

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