本文關(guān)鍵詞：平面應(yīng)變模型試驗臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：平面應(yīng)變模型試驗臺主要是根據(jù)物理相似模擬理論建立的,模擬地下隧道襯砌結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下的受力情況,也可按照設(shè)定的相似比模擬列車隧道開挖,特別是在分析地下洞室變形及巖爆和研究開挖過程的巖層運動方面具有明顯優(yōu)勢,在土木工程領(lǐng)域具有很強的實用性和廣闊應(yīng)用前景。 本課題的研究對象為某單位研發(fā)平面應(yīng)變模型試驗臺。本文首先根據(jù)試驗負(fù)載確定試驗臺液壓控制系統(tǒng)的主要參數(shù),設(shè)計并繪制了三種液壓控制方案原理圖,通過對這三種方案對比分析,最終選用了定量泵供油,由步進電機、壓力變送器、步進電機驅(qū)動器及下位機可編程控制器(PLC) PID控制模塊及PWM輸出模塊組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)方案。對液壓系統(tǒng)液壓元件進行選型與采購,并最終用于設(shè)計生產(chǎn)。 其次,根據(jù)理論計算結(jié)果,利用ANSYS有限元軟件對本系統(tǒng)的關(guān)鍵液壓元件液壓缸進行強度校核和模態(tài)分析,根據(jù)計算結(jié)果可以直觀、全面了解各個結(jié)構(gòu)在最大加載工況下的強度和剛度及自身的固有頻率和振型,為液壓缸生產(chǎn)制造提供重要的理論依據(jù)。 再次,利用AMESim軟件建立多缸三個方向同步開環(huán)加載模型及閉環(huán)PID控制加載模型,對多缸同步加載的載荷控制和穩(wěn)壓控制進行了仿真研究。通過仿真計算,對比分析兩種方案液壓系統(tǒng)中的流量、壓力及液壓缸位移特性曲線,驗證了設(shè)計的閉環(huán)控制系統(tǒng)加載性能優(yōu)良,控制均勻穩(wěn)定,是復(fù)雜機器控制的最佳選擇。 最后,根據(jù)加載穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的設(shè)計要求,分析了系統(tǒng)調(diào)壓及穩(wěn)壓加載原理,對控制部分硬件進行選型及分析,使用西門子系統(tǒng)軟件開發(fā)了試驗監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力的閉環(huán)PID控制,同時實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力的實時控制。
【關(guān)鍵詞】：試驗臺 液壓控制系統(tǒng) PID仿真 液壓缸 PLC程序
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH137
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題來源及研究目的10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求12-13
• 1.3.1 設(shè)計任務(wù)13
• 1.3.2 技術(shù)要求13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第二章 液壓系統(tǒng)原理分析和參數(shù)計算15-28
• 2.1 負(fù)載分析和加載的試驗過程15
• 2.2 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定15-17
• 2.2.1 液壓缸內(nèi)徑和活塞桿徑計算16
• 2.2.2 活塞桿的強度計算16-17
• 2.3 液壓系統(tǒng)方案分析與選擇17-23
• 2.3.1 比例溢流閥調(diào)壓開環(huán)控制方案17-19
• 2.3.2 伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制方案19-20
• 2.3.3 PID閉環(huán)控制方案20-23
• 2.4 液壓元件的選型與液壓元件集成設(shè)計23-27
• 2.4.1 液壓泵站的選型23-26
• 2.4.2 液壓工作站的集成設(shè)計26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 液壓系統(tǒng)關(guān)鍵部件的強度校核28-37
• 3.1 ANSYS有限元軟件介紹28
• 3.2 液壓缸靜態(tài)強度有限元分析28-33
• 3.2.1 三維模型的建立28-29
• 3.2.2 單元網(wǎng)格的劃分29-30
• 3.2.3 邊界條件的處理30-31
• 3.2.4 載荷的施加31
• 3.2.5 后處理及分析結(jié)果31-33
• 3.3 液壓缸在加載預(yù)應(yīng)力下模態(tài)分析33-36
• 3.3.1 模態(tài)分析基礎(chǔ)理論33-34
• 3.3.2 模態(tài)分析結(jié)果34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 液壓系統(tǒng)建模及AMESIM仿真37-48
• 4.1 AMESIM仿真軟件介紹37-38
• 4.1.1 AMESim仿真軟件的基本特征37
• 4.1.2 AMESim仿真軟件在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用37-38
• 4.2 試驗臺三通道液壓加載開環(huán)控制仿真38-43
• 4.2.1 開環(huán)控制仿真模型的建立39
• 4.2.2 開環(huán)控制仿真模型的參數(shù)設(shè)置39-41
• 4.2.3 開環(huán)加載工況仿真結(jié)果分析41-43
• 4.3 試驗臺三通道液壓加載閉環(huán)控制仿真43-47
• 4.3.1 PID控制器的組成及特點43-44
• 4.3.2 液壓缸PID控制器仿真模型44-45
• 4.3.3 閉環(huán)控制仿真模型PID參數(shù)設(shè)置45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計48-59
• 5.1 加載穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的設(shè)計要求48
• 5.2 控制方案的確定48
• 5.3 步進電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制原理48-49
• 5.4 PLC(下位機)控制系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計49-53
• 5.4.1 西門子PLC的介紹49
• 5.4.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟49
• 5.4.3 控制系統(tǒng)的硬件組成49-53
• 5.5 測控系統(tǒng)軟件部分設(shè)計53-58
• 5.5.1 確定系統(tǒng)工作流程53-54
• 5.5.2 基于PLC與步進電機的壓力閉環(huán)控制54-55
• 5.5.3 測試系統(tǒng)的設(shè)計55-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅海萍;潘佐云;唐清春;;基于ANSYS的翻卷機液壓缸的有限元分析[J];廣西工學(xué)院學(xué)報;2011年03期

2 陳，

本文編號：271918