本文關(guān)鍵詞：高效智能節(jié)能泵站的研究

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【摘要】：液壓泵站是為液壓系統(tǒng)提供動力的液壓源裝置,目前液壓泵站常用的泵有2種：定量泵與變量泵。定量泵排量不能改變,在使用過程中提供給液壓系統(tǒng)的流量由調(diào)速閥或節(jié)流閥調(diào)節(jié),多余的流量通過溢流閥流回油箱,因此造成能源的極大浪費；變量泵排量可變,其中以變量柱塞泵為主,但變量柱塞泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工設(shè)備投入大,價格昂貴,另外噪聲較大,供貨周期長,主要應(yīng)用于高端液壓系統(tǒng)中。由于傳統(tǒng)液壓泵站效率低,能量浪費嚴(yán)重,因此深入研究高效、智能、節(jié)能的新型液壓泵站,對促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展、節(jié)約能源具有巨大的理論意義和實用價值。本文通過對泵站的控制原理與方式進(jìn)行分析比較,確定了節(jié)能泵站的控制方式及結(jié)構(gòu)組成。將大功率伺服驅(qū)動與廉價定量泵結(jié)合,通過引入系統(tǒng)運行參數(shù)等反饋信號,形成閉環(huán)控制方法,經(jīng)專用控制器處理,實現(xiàn)便捷的位置、速度、壓力控制,降低系統(tǒng)的能量損耗,提高系統(tǒng)的效率,通過自動化操作,可實現(xiàn)閉環(huán)控制,減少泵的空轉(zhuǎn)時間,提高經(jīng)濟效益。本文以伺服電機驅(qū)動內(nèi)嚙合齒輪泵為基礎(chǔ),建立了系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并進(jìn)行了穩(wěn)定性研究和仿真分析,證明了節(jié)能泵站系統(tǒng)的可靠性,但是系統(tǒng)頻響應(yīng)不高,快速性不足。針對液壓系統(tǒng)是一種存在外干擾的不確定性、時變性、非線性系統(tǒng),建立的數(shù)學(xué)模型并不精確,而模糊控制是以操作數(shù)據(jù)和人的經(jīng)驗為基礎(chǔ),不需要被控對象精確的數(shù)學(xué)模型就可以實現(xiàn)良好的控制效果,采用PID及自整定模糊PID控制策略來提高節(jié)能泵站的動態(tài)響應(yīng),通過仿真分析比較,結(jié)果表明PID及自整定模糊PID均可提高節(jié)能泵站系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng),而自整定模糊PID可以動態(tài)修改控制參數(shù),因而控制效果更為優(yōu)異。根據(jù)節(jié)能泵站控制系統(tǒng)要求,采用模塊化設(shè)計相應(yīng)的控制方案,并搭建硬件系統(tǒng)平臺,設(shè)計了一種高效、節(jié)能、變流量、智能控制一體化的液壓站系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：節(jié)能泵站 伺服電機 數(shù)學(xué)模型 自整定模糊PID 系統(tǒng)仿真
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.1 液壓泵站系統(tǒng)發(fā)展11-12
• 1.1.2 變頻調(diào)速12
• 1.1.3 自動控制理論發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 2 節(jié)能泵站工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成18-29
• 2.1 液壓泵站概述18-22
• 2.1.1 閥控液壓伺服系統(tǒng)18-20
• 2.1.2 變量泵控液壓系統(tǒng)20
• 2.1.3 泵轉(zhuǎn)速控制液壓系統(tǒng)20-22
• 2.2 節(jié)能泵站系統(tǒng)構(gòu)成22-24
• 2.3 節(jié)能泵站液壓泵選擇24-25
• 2.4 變頻調(diào)速部分25-28
• 2.4.1 交流伺服電機25-28
• 2.4.2 伺服電機驅(qū)動器28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 系統(tǒng)建模及仿真分析29-51
• 3.1 伺服電機系統(tǒng)建模29-34
• 3.1.1 伺服電機構(gòu)成及工作原理29-30
• 3.1.2 建立節(jié)能泵站調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型30-34
• 3.2 泵控液壓缸建模與分析34-40
• 3.3 位移傳感器建模40
• 3.4 系統(tǒng)參數(shù)對節(jié)能泵站的影響40-44
• 3.5 節(jié)能泵站位置控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型44-50
• 3.5.1 節(jié)能泵站系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型44
• 3.5.2 節(jié)能泵站穩(wěn)定性分析44-46
• 3.5.3 節(jié)能泵站系統(tǒng)仿真46-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 4 控制策略及仿真分析51-65
• 4.1 經(jīng)典PID控制51-53
• 4.1.1 模擬PID控制51-52
• 4.1.2 數(shù)字式PID控制52-53
• 4.2 模糊控制53-55
• 4.3 節(jié)能泵站模糊控制設(shè)計55-59
• 4.3.1 論域、量化因子、比例因子55
• 4.3.2 模糊化55-56
• 4.3.3 規(guī)則庫的建立56-58
• 4.3.4 模糊推理和解模糊集58-59
• 4.4 節(jié)能泵站仿真及分析59-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5 節(jié)能泵站控制系統(tǒng)的實現(xiàn)65-77
• 5.1 控制系統(tǒng)硬件組成65-72
• 5.1.1 控制核心器件66
• 5.1.2 交流伺服電機66-68
• 5.1.3 伺服電機驅(qū)動器68-69
• 5.1.4 液壓動力元件69
• 5.1.5 傳感器選型69-72
• 5.2 節(jié)能泵站軟件設(shè)計72-76
• 5.2.1 主程序部分72-74
• 5.2.2 模糊PID控制流程74-76
• 5.3 本章小結(jié)76-77
• 6 結(jié)論及展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 作者簡歷81-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

【參考文獻(xiàn)】

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