本文關(guān)鍵詞：重載移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：大型模鍛液壓機(jī)是航空、航天、造船、石油、化工及重型武器等領(lǐng)域生產(chǎn)重要鍛件的關(guān)鍵設(shè)備。模鍛壓機(jī)在鍛壓不同大小、不同形狀的鍛件時(shí),需要更換不同的模具,世界上主要的模鍛壓機(jī)生產(chǎn)廠家均采用移動(dòng)工作臺(tái)對(duì)模具進(jìn)行更換。但是,在特大型的鍛壓機(jī)中,移動(dòng)工作臺(tái)及其運(yùn)送的模具的噸位都很大,且為了保證鍛壓時(shí)熱工件的溫度,移動(dòng)工作臺(tái)對(duì)模具和工件的運(yùn)送速度不能太慢,所以啟動(dòng)過(guò)程需要較大的推力,緩沖過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊和震動(dòng),同時(shí),為了保證鍛壓機(jī)壓制工件的精度及防止模具受過(guò)大的偏載力,鍛壓機(jī)也對(duì)移動(dòng)工作臺(tái)的�？课恢镁忍岢隽撕芨叩囊�。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以一臺(tái)8000t特大型熱成型模鍛液壓機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)為研究對(duì)象,對(duì)比了各類啟動(dòng)、緩沖及位置控制方式的優(yōu)劣勢(shì),最終選擇了節(jié)流調(diào)速的液壓缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)對(duì)移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行啟動(dòng)和緩沖,發(fā)揮其輸出力大、平穩(wěn)、可控性好的特點(diǎn),并使用“預(yù)加速”方案最大程度上減小緩沖帶來(lái)的沖擊和震動(dòng)；選擇液壓馬達(dá)對(duì)移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行精確位置控制,并采用了模糊PID的控制算法,取得了良好的效果。具體章節(jié)內(nèi)容分述如下：第一章,提出了本課題研究背景,對(duì)本課題研究對(duì)象的工作概況進(jìn)行了介紹并提出具體的設(shè)計(jì)目標(biāo),接下來(lái)對(duì)啟動(dòng)系統(tǒng)、緩沖系統(tǒng)及位置控制系統(tǒng)當(dāng)前研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹,最后提出了本課題研究意義,對(duì)具體研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了闡述。第二章,比較了當(dāng)前較常用的啟動(dòng)、緩沖及位置控制方式的優(yōu)劣勢(shì),結(jié)合本課題研究的模鍛壓機(jī)的實(shí)際工況,對(duì)啟動(dòng)、緩沖及位置控制的總體方案分別進(jìn)行了設(shè)計(jì),給出了每個(gè)運(yùn)行工況下的軌跡規(guī)劃曲線。第三章,確定了移動(dòng)工作臺(tái)關(guān)鍵的參數(shù),對(duì)移動(dòng)工作臺(tái)啟動(dòng)、緩沖和位置控制系統(tǒng)方案進(jìn)行了詳細(xì)分析,設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng),給出液壓原理圖,根據(jù)需求對(duì)關(guān)鍵的液壓元件進(jìn)行了計(jì)算和選擇,并充分地闡述選擇的理由。第四章,對(duì)使用的大流量比例節(jié)流閥、啟動(dòng)及緩沖系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,分析參數(shù)對(duì)于元件或者系統(tǒng)的作用及影響,為后文的仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證提供理論依據(jù)。第五章,根據(jù)前文的控制方案和軌跡規(guī)劃曲線,建立比例節(jié)流閥、啟動(dòng)系統(tǒng)及緩沖系統(tǒng)的AMESim模型,對(duì)其進(jìn)行仿真,并在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)移動(dòng)工作臺(tái)工作時(shí)的數(shù)據(jù),將其與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了仿真模型的正確性和控制方案的可行性,再指出兩者的差異,分析出現(xiàn)差異的原因。對(duì)液壓馬達(dá)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行了控制算法方面的研究,分別設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)的PID控制器與模糊PID控制器,用AMESim與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真并對(duì)比兩者控制效果,其中模糊PID控制器可以針對(duì)不同質(zhì)量,不同初始位置偏差的移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行位置調(diào)節(jié)并且其動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快,扭矩超調(diào)較小。第六章,總結(jié)本文主要工作,闡述研究得出的結(jié)論并指出其中的不足之處,并對(duì)后續(xù)的工作及改進(jìn)存在的不足做出展望。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)工作臺(tái) 重載 長(zhǎng)行程 啟動(dòng) 緩沖 位置控制 負(fù)載口獨(dú)立控制 模糊PID
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG315
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-30
• 1.1 本課題研究背景13-14
• 1.2 本課題研究對(duì)象工作概況14-18
• 1.2.1 液壓機(jī)工作概況14-16
• 1.2.2 移動(dòng)工作臺(tái)工作概況16-17
• 1.2.3 移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)17-18
• 1.3 研究現(xiàn)狀18-27
• 1.3.1 啟動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.2 緩沖系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.3 液壓緩沖系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3.4 電液位置控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀24-27
• 1.4 本課題研究目標(biāo)及意義27-28
• 1.4.1 本課題研究目標(biāo)27
• 1.4.2 本課題研究意義27-28
• 1.5 本課題研究?jī)?nèi)容28-29
• 1.6 本章小結(jié)29-30
• 第2章 移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)30-37
• 2.1 總體方案設(shè)計(jì)30-33
• 2.2 液壓缸啟動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)33-34
• 2.3 液壓缸緩沖系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)34-35
• 2.4 液壓馬達(dá)位置控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 移動(dòng)工作臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-57
• 3.1 移動(dòng)工作臺(tái)參數(shù)的確定37-39
• 3.1.1 導(dǎo)軌與移動(dòng)工作臺(tái)輪子間滾動(dòng)摩擦因數(shù)的確定37-38
• 3.1.2 移動(dòng)工作臺(tái)啟動(dòng)緩沖阻力與阻力矩計(jì)算38-39
• 3.2 液壓缸啟動(dòng)緩沖液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)39-48
• 3.2.1 液壓缸的校核40-43
• 3.2.2 啟動(dòng)緩沖液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-45
• 3.2.3 大流量比例節(jié)流閥選擇45-48
• 3.3 液壓馬達(dá)位置控制液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-54
• 3.3.1 齒輪設(shè)計(jì)48-50
• 3.3.2 齒條設(shè)計(jì)50-51
• 3.3.3 液壓馬達(dá)及減速機(jī)設(shè)計(jì)及選型51-52
• 3.3.4 位置控制系統(tǒng)中的比例閥的選擇52-53
• 3.3.5 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)53-54
• 3.4 電機(jī)及減速機(jī)的驗(yàn)證計(jì)算54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第4章 移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及分析57-71
• 4.1 大流量比例節(jié)流閥的數(shù)學(xué)建模及分析57-63
• 4.1.1 大流量比例節(jié)流閥靜態(tài)特性建模及分析57-59
• 4.1.2 大流量比例節(jié)流閥動(dòng)態(tài)特性建模及分析59-63
• 4.2 液壓缸啟動(dòng)、緩沖系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模63-70
• 4.2.1 液壓缸啟動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及分析63-66
• 4.2.2 液壓缸緩沖系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及分析66-70
• 4.3 本章小結(jié)70-71
• 第5章 移動(dòng)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證71-101
• 5.1 液壓缸啟動(dòng)系統(tǒng)的仿真、試驗(yàn)測(cè)試及分析71-78
• 5.1.1 比例節(jié)流閥AMESim模型建立及性能測(cè)試71-73
• 5.1.2 進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路模型建立及仿真73-75
• 5.1.3 液壓缸啟動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證75-78
• 5.2 液壓缸緩沖系統(tǒng)仿真、試驗(yàn)測(cè)試及分析78-82
• 5.2.1 液壓缸緩沖系統(tǒng)控制策略及控制器78-79
• 5.2.2 液壓缸緩沖系統(tǒng)建立及仿真79-81
• 5.2.3 液壓缸緩沖系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證81-82
• 5.3 液壓馬達(dá)位置控制系統(tǒng)仿真及分析82-99
• 5.3.1 液壓馬達(dá)位置控制系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)83
• 5.3.2 PID位置控制系統(tǒng)的建立及仿真83-88
• 5.3.3 模糊PID位置控制系統(tǒng)的建立及仿真88-99
• 5.4 本章小結(jié)99-101
• 第6章 總結(jié)與展望101-103
• 6.1 總結(jié)101-102
• 6.2 展望102-103
• 參考文獻(xiàn)103-108
• 附錄108-112
• 作者簡(jiǎn)介112

【參考文獻(xiàn)】

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6 楊華勇,駱季皓 ,路甬祥;電液比例技術(shù)在液壓電梯中的應(yīng)用[J];液壓與氣動(dòng);1992年03期

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本文編號(hào)：1059001