履带式起重机双卷扬同步控制系统研究

发布时间：2017-09-23 09:41

  本文关键词：履带式起重机双卷扬同步控制系统研究

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【摘要】：随着我国对基础设施建设的投入不断加大,履带式起重机在大型工程施工吊装中扮演着越来越重要的角色。为了满足现在施工的需求,大吨位的履带式起重机已经普遍采用双卷扬或多卷扬单钩吊装的方式,同时为了确保履带式起重机在吊装过程中的稳定性和安全性,对卷扬液压系统的同步性能要求也越来越高。本文将以某公司生产的500吨履带式起重机的双卷扬同步控制系统为主要研究对象,针对液压系统的非线性、时变特性特点,分别采用常规PID控制、模糊PID控制以及单神经元PID控制方法来对比分析三种不同控制方法的控制效果。论文研究的主要内容如下：(1)分析总结国内外大吨位履带式起重机的发展现状以及未来发展趋势,然后对国内外双卷扬起升液压同步技术的发展以及研究现况进行了综述,确定以闭式液压系统为研究对象并对主要液压元件进行了选择。(2)结合流体力学等知识对系统各组成环节的数学模型进行推导,最终建立了整个同步控制系统的分析模型,并借助MATLAB、AMESim搭建了仿真平台。(3)针对液压系统的非线性与时变特性,分别设计了常规PID控制器、模糊PID控制器以及单神经元PID控制器。(4)运用AMESim计算机软件与MATLAB/Simulink计算机软件进行联合仿真,通过仿真实验结果对比分析可得到,在双卷扬同步控制系统中单神经元PID控制方法的控制精度及收敛速度优于常规PID控制和模糊PID控制,证明了单神经元PID控制在履带式起重机双卷扬同步控制系统中有很好的应用前景。
【关键词】：履带式起重机 双卷扬系统 液压系统 同步控制
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH213.7;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-26
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 履带式起重机双卷扬同步控制系统研究现状11-22
• 1.2.1 国内外履带式起重机发展现状12-17
• 1.2.2 国内外履带式起重机发展趋势17-19
• 1.2.3 国内外履带式起重机双卷扬同步控制系统研究现状19-22
• 1.3 论文的研究内容、结构及技术路线22-25
• 1.3.1 论文的研究内容22-23
• 1.3.2 论文的研究结构23-24
• 1.3.3 论文的技术路线24-25
• 1.4 本章小结25-26
• 2 履带式起重机双卷扬同步控制系统硬件设计26-38
• 2.1 卷扬液压系统概述26-28
• 2.1.1 开式卷扬液压系统26-27
• 2.1.2 闭式卷扬液压系统27-28
• 2.2 双卷扬同步控制系统组成28-33
• 2.2.1 控制系统及工作原理28-32
• 2.2.2 执行机构32-33
• 2.3 双卷扬液压系统设计33-36
• 2.3.1 双卷扬液压系统原理33-34
• 2.3.2 主要液压元件选择34-36
• 2.4 本章小结36-38
• 3 履带式起重机双卷扬液压系统模型建立38-56
• 3.1 系统仿真建模方法38-41
• 3.1.1 微分方程法建模38-39
• 3.1.2 传递函数法建模39
• 3.1.3 功率键合图法建模39-40
• 3.1.4 状态空间法建模40
• 3.1.5 计算机辅助建模40-41
• 3.2 双卷扬同步控制系统数学模型41-48
• 3.2.1 液压泵数学模型41-43
• 3.2.2 液压马达数学模型43-44
• 3.2.3 液压马达轴上力矩的数学模型44-45
• 3.2.4 系统数学模型45-48
• 3.3 双卷扬同步控制系统AMESim模型建立48-51
• 3.3.1 AMESim软件介绍48-49
• 3.3.2 液压泵AMESim模型49
• 3.3.3 液压马达AMESim模型49-50
• 3.3.4 卷扬执行机构AMESim模型50-51
• 3.4 履带式起重机双卷扬同步控制系模型建立51-55
• 3.4.1 MATLAB/Simulink模型建立与稳定性分析51-54
• 3.4.2 AMESim模型建立54-55
• 3.5 本章小结55-56
• 4 履带式起重机双卷扬同步控制算法研究56-72
• 4.1 同步控制算法分析56-62
• 4.1.1 常规PID控制56-57
• 4.1.2 模糊PID控制57-59
• 4.1.3 单神经元PID控制59-62
• 4.2 AMESim与MATLBA/Simulink联合仿真62-64
• 4.2.1 联合仿真介绍62
• 4.2.2 联合仿真实现62-64
• 4.3 仿真结果分析64-71
• 4.3.1 常规PID控制系统仿真结果65-66
• 4.3.2 模糊PID控制系统仿真结果66-68
• 4.3.3 单神经元PID控制系统仿真结果68-71
• 4.4 本章小结71-72
• 5 总结与展望72-74
• 5.1 总结72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-80
• 攻读硕士学位期间的主要学术成果80-82
• 致谢82

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