基于液压支腿的电力杆塔自动调平系统研究

发布时间：2017-11-02 22:29

  本文关键词：基于液压支腿的电力杆塔自动调平系统研究

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【摘要】：随着煤炭资源高强度的开采,全国形成了大面积煤矿采空区,因采空区塌陷引起的电力杆塔倾斜甚至倒塔,严重威胁电网系统的安全和稳定运行。目前针对采空区倾斜杆塔的纠偏技术以手动调平方式为主,过于依赖经验且不能够适应杆塔基础的不均匀沉降,需要对电力杆塔纠偏技术进行深入研究,提出有效的解决方案。本文在研究和分析国内外电力杆塔纠偏技术和自动调平技术的基础上,结合电力杆塔所处环境和结构特点,开发了一种基于电液比例控制原理的电力杆塔自动调平系统,提出了以PLC为控制核心和采用四点液压式支撑的总体设计方案,进一步根据调平系统工作原理完成了对电力杆塔自动调平系统各组成部分的设计和研究。具体内容如下:1)通过对杆塔基础改造形成可调井字梁结构结合液压顶升装置完成调平机构的设计,实现了塔基平台可在任意位置锁紧和长期承受重型载荷的功能。建立了塔基平台的静力学模型,分析液压支腿承受载荷与塔基平台倾斜角度之间的关系,并研究了位置误差控制法和角度误差控制法两种调平策略,从调平时间、调平精度和逻辑实现方面进行了比较,提出了电力杆塔自动调平系统的调平策略。2)建立以调平液压缸无动作为顶事件的故障树,对液压系统进行了可靠性分析,并从固有可靠性和使用可靠性的角度为提高液压系统的可靠性提出了有效措施。进一步对控制系统的硬件设计和软件设计提出了具体思路,为电力杆塔自动调平系统的开发奠定了基础。3)建立了电液比例控制系统数学模型,并推导了控制系统的传递函数,根据Bode判据进行控制系统稳定性判断。针对液压系统的非线性、参数不确定性,提出了AMESim/Simulink联合仿真方法,并结合模糊PID控制算法进行电力杆塔自动调平系统响应特性和控制性能的仿真。电力杆塔自动调平系统的研究可为煤矿采空区输电线路倾斜杆塔原位加固纠偏提供技术支持,也对同类型的自动调平系统的研制有一定的现实指导意义。
【关键词】：电力杆塔 自动调平系统 PLC 故障树分析 模糊PID AMESim/Simulink联合仿真
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD63
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-14
• 1.2.1 电力杆塔纠偏技术11-12
• 1.2.2 自动调平系统12-14
• 1.3 课题主要研究内容14-16
• 第二章 电力杆塔自动调平系统总体设计16-24
• 2.1 术语定义及相关标准16
• 2.2 自动调平系统设计分析16-17
• 2.3 自动调平系统方案设计17-20
• 2.4 自动调平系统的组成及工作原理20-22
• 2.4.1 自动调平系统的组成20-21
• 2.4.2 自动调平系统的工作原理21-22
• 2.5 本章小结22-24
• 第三章 自动调平机构的设计与调平策略的研究24-42
• 3.1 自动调平机构的设计24-31
• 3.1.1 既有加固纠偏技术24-26
• 3.1.2 自动纠偏方案设计26-27
• 3.1.3 顶升机构的设计27-31
• 3.2 塔基平台静力学模型建立31-36
• 3.2.1 水平状态下的静力学模型32-33
• 3.2.2 倾斜状态下的静力学模型33-36
• 3.3 调平策略的研究36-41
• 3.3.1 位置误差控制法36-39
• 3.3.2 角度误差控制法39-40
• 3.3.3 调平策略的比较40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 调平液压系统与控制系统的设计42-60
• 4.1 高可靠性液压泵站系统设计42-50
• 4.1.1 液压系统设计要求42
• 4.1.2 液压系统方案设计42-45
• 4.1.3 关键元器件选型计算45-48
• 4.1.4 液压系统可靠性分析48-50
• 4.2 控制系统的设计50-59
• 4.2.1 控制系统的硬件设计50-56
• 4.2.2 控制系统的软件设计56-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 电力杆塔自动调平系统仿真分析60-82
• 5.1 单支腿电液-比例位置控制系统仿真60-67
• 5.1.1 阀控非对称液压缸系统建模60-63
• 5.1.2 控制系统的传递函数63-66
• 5.1.3 控制系统稳定性分析66-67
• 5.2 单支腿电液-比例位置控制系统模糊PID仿真67-78
• 5.2.1 PID控制原理68-70
• 5.2.2 模糊PID控制器设计70-74
• 5.2.3 联合仿真分析74-78
• 5.3 电力杆塔自动调平系统整体仿真78-80
• 5.4 本章小结80-82
• 第六章 结论与展望82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 攻读学位期间发表的学术论文与参加科研项目90

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本文编号：1133480