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分布控制的液压元件阻尼与密封性能测试平台研制

发布时间:2017-06-27 22:06

  本文关键词:分布控制的液压元件阻尼与密封性能测试平台研制,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:液压系统在工作运行时,组成系统的液压元件其性能的优劣直接决定了液压系统的整体性能,液压元件的流动阻尼特性和高压密封特性是其重要的两个性能,流动阻尼特性关系到确定系统的供油压力、允许流速、元件辅助装置和管路的布局等,对提高效率和避免系统温升过高有着重要的意义,而液压密封件的泄漏会对液压系统的正常工作产生严重的影响。因此,研制液压元件测试平台对这两种特性进行试验研究具有重要的现实意义。 本论文研制了液压元件阻尼与密封性能测试平台,用于对液压元件进行流动阻尼特性试验和高压密封试验,评定液压元件的流动阻尼特性和在流体冲击、脉动激励下的密封特性,系统实现了液压技术和分布式控制技术的综合应用。论文的主要内容如下: 第一章:以国内外文献为基础,分别介绍了液压元件流动阻尼特性研究现状、液压元件密封特性试验研究现状以及分布式控制的液压系统的发展现状,阐述了课题的目的与意义、主要研究内容。 第二章:从功能需求出发,对测试平台进行了总体设计,确定了测试平台的总体方案,利用三维设计软件SolidWorks构建了测试平台的三维模型,对系统进行了功能模块划分,并完成了总体布局设计。 第三章:对测试平台的液压系统进行了设计,从技术指标出发,对液压动力站和试验台进行了原理设计,对流动阻尼试验和高压密封试验的液压实现进行了详细阐述。对液压动力站和试验台进行了结构设计,动力站采用液压泵组下置式的安装形式,试验台将主要控制阀集成在三个阀块上,在SimulationXpress中对这三个阀块进行了有限元分析,完成了液压系统的虚拟三维造型和现场安装。 第四章:对测试平台的控制系统进行了设计和开发,选用“CAN控制器+工控机”的上下位机方案,实现了对整个测试平台的分布控制、集中管理。开展了计算机控制系统的硬件设计,对CAN控制器和工控机进行了选型和节点划分。在虚拟仪器LabVIEW平台上,开发了控制系统各功能模块的程序代码,并设计了系统人机交互界面。 第五章:针对密封试验对压力脉冲试验的要求,对压力脉冲生成方法进行了初步研究,对试验台的系统恒压要求提出了PID闭环控制的解决方案,对控制系统进行了数学建模和仿真分析,并在上位机LabVIEW软件中实现了数字PID控制器的设计。在AMESim软件中建立了压力脉冲控制系统的仿真模型,对仿真结果进行分析,并在上下位机软件中实现了计算机对压力脉冲的输出控制。 第六章:总结了全文内容,并展望了今后需进一步研究的工作和方向。
【关键词】:液压元件阻尼与密封性能测试平台 流动阻尼特性试验 高压密封试验 分布式控制 CAN控制器 数字PID 仿真分析
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH137
【目录】:
  • 致谢5-6
  • 摘要6-8
  • ABSTRACT8-10
  • 目录10-13
  • 第1章 绪论13-20
  • 1.1 液压元件流动阻尼特性试验研究现状13-14
  • 1.2 液压元件密封特性试验研究现状14-15
  • 1.3 分布式控制液压系统的发展15-18
  • 1.4 课题的目的与意义18-19
  • 1.5 课题主要研究内容19
  • 1.6 本章小结19-20
  • 第2章 测试平台的总体设计20-26
  • 2.1 测试平台功能需求20-21
  • 2.1.1 流动阻尼特性试验20
  • 2.1.2 高压密封试验20-21
  • 2.2 测试系统总体方案设计21-25
  • 2.2.1 系统总体介绍21-22
  • 2.2.2 系统功能模块设计22-24
  • 2.2.3 总体布局设计24-25
  • 2.3 本章小结25-26
  • 第3章 测试平台的液压系统设计26-37
  • 3.1 液压系统技术指标26
  • 3.2 液压系统工作原理设计26-31
  • 3.2.1 液压动力站工作原理设计26-27
  • 3.2.2 试验台工作原理设计27-31
  • 3.3 液压系统结构设计31-36
  • 3.3.1 液压动力站结构设计31-32
  • 3.3.2 试验台结构设计32-36
  • 3.4 本章小结36-37
  • 第4章 测试平台的控制系统设计37-62
  • 4.1 控制系统的整体结构37-38
  • 4.2 控制系统的硬件配置38-42
  • 4.2.1 CAN控制器选型38-41
  • 4.2.2 CAN控制节点划分41-42
  • 4.3 控制系统的程序设计42-61
  • 4.3.1 软件总体结构43-44
  • 4.3.2 CAN通信模块设计44-49
  • 4.3.3 以太网通信模块设计49-53
  • 4.3.4 数据采集模块设计53-58
  • 4.3.5 数据存储模块设计58-59
  • 4.3.6 人机交互界面设计59-61
  • 4.4 本章小结61-62
  • 第5章 压力脉冲生成方法研究62-74
  • 5.1 试验台的压力控制62-69
  • 5.1.1 数学建模和仿真分析63-65
  • 5.1.2 数字PID控制器的设计65-68
  • 5.1.3 控制算法模块设计68-69
  • 5.2 压力脉冲生成方法69-73
  • 5.2.1 压力脉冲控制系统分析69-70
  • 5.2.2 控制系统建模仿真70-71
  • 5.2.3 压力脉冲生成的程序实现71-73
  • 5.3 本章小结73-74
  • 第6章 总结与展望74-76
  • 6.1 论文总结74-75
  • 6.2 工作展望75-76
  • 参考文献76-81
  • 攻读硕士学位期间科研成果81

【参考文献】

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本文编号:491396

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