本文關(guān)鍵詞：高空作業(yè)車直臂系統(tǒng)振動抑制研究

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【摘要】：高空作業(yè)車作為一種工程車輛,廣泛應(yīng)用于市政工程、設(shè)備維修及救援搶險等多種場合�？紤]到高空作業(yè)車以搭載人員為主的特點(diǎn),針對其臂架系統(tǒng)的運(yùn)動過程有較高的平穩(wěn)性與安全性要求。因此,實現(xiàn)對高空作業(yè)車臂架系統(tǒng)在其工作過程中的振動抑制,是達(dá)到上述目標(biāo)的重要手段。本文結(jié)合柔性臂架振動抑制方面的研究成果,采用振動力學(xué)和控制工程理論,選擇直臂高空作業(yè)車作為研究對象,研究其臂架系統(tǒng)的振動特性,并在控制模型中設(shè)計反饋環(huán)節(jié),以實現(xiàn)對臂架末端振動的控制。本論文主要工作和研究內(nèi)容如下：(1)利用梁的彎曲振動理論,得到具有端部質(zhì)量的均質(zhì)梁模型的動力學(xué)方程和邊界條件,采用數(shù)值方法求得該系統(tǒng)的固有頻率和各階振型,利用振型正交性構(gòu)建一組正交空間,得到在該正交空間內(nèi)的系統(tǒng)振動方程。將該方法推廣至變截面梁模型模擬直臂高空作業(yè)車的伸縮臂結(jié)構(gòu),得到其在正交空間內(nèi)的振動方程,并得到以臂架仰角為系統(tǒng)輸入的系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式。(2)分析引起臂架振動的工況,研究臂架變幅仰角變化對臂頭位置振動響應(yīng)的影響。選擇臂頭集中質(zhì)量、臂架線密度和臂架抗彎剛度為分析變量,通過控制變量的方法,分析上述臂架系統(tǒng)參數(shù)的變化對臂架系統(tǒng)固有頻率和振型曲線,以及臂頭角位移、線速度和線加速度的影響。(3)設(shè)計反饋環(huán)節(jié),分別利用極點(diǎn)配置法和線性二次型最優(yōu)控制理論計算反饋增益向量,在Simulink中對臂架變幅過程的振動主動控制進(jìn)行模擬。對比兩種方法對臂架臂頭位置的振動抑制及軌跡跟蹤效果。(4)得到臂架變幅機(jī)構(gòu)與臂架仰角之間的函數(shù)關(guān)系,將變幅油缸作為實現(xiàn)臂架振動抑制的作動器,將液壓缸流速作為液壓系統(tǒng)的控制量。設(shè)計檢測方案,將臂架系統(tǒng)狀態(tài)變量通過檢測量表示,實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)量間接可測。將液壓系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)包括在內(nèi),設(shè)計了驗證臂架振動抑制效果的實驗方案。
【關(guān)鍵詞】：高空作業(yè)車 彎曲振動 狀態(tài)空間 振動抑制
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH211.6;TB535
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 高空作業(yè)車及相關(guān)研究概述10-12
• 1.1.1 高空作業(yè)車產(chǎn)品及關(guān)鍵技術(shù)介紹10-11
• 1.1.2 高空作業(yè)車動力學(xué)研究11-12
• 1.2 梁振動主動控制研究與應(yīng)用概述12-14
• 1.2.1 壓電懸臂梁振動控制12-13
• 1.2.2 云梯消防車振動主動控制13-14
• 1.3 本論文研究課題概述14-16
• 1.3.1 本論文的選題意義14-15
• 1.3.2 本論文研究內(nèi)容15-16
• 2 具有端部質(zhì)量均質(zhì)梁的彎曲振動方程16-24
• 2.1 梁的橫向彎曲振動16-17
• 2.2 具有端部質(zhì)量的均質(zhì)梁模型17
• 2.3 模型邊界條件的確定17-18
• 2.4 振動方程求解18-21
• 2.4.1 齊次邊界條件轉(zhuǎn)化18-19
• 2.4.2 變量分離19-20
• 2.4.3 邊值問題的解20-21
• 2.5 主坐標(biāo)系下振動方程表達(dá)21-23
• 2.5.1 振型函數(shù)正交性21-22
• 2.5.2 主坐標(biāo)系內(nèi)任意函數(shù)的表達(dá)22
• 2.5.3 主坐標(biāo)系內(nèi)振動方程表示22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 3 伸縮臂系統(tǒng)的振動力學(xué)模型24-36
• 3.1 臂架系統(tǒng)抽象模型24-25
• 3.2 模型邊界條件的確定25-26
• 3.3 振動方程求解26-30
• 3.3.1 齊次邊界條件轉(zhuǎn)化26-27
• 3.3.2 變量分離27-28
• 3.3.3 邊值問題的解28-30
• 3.4 主坐標(biāo)下的振動方程表達(dá)30-33
• 3.4.1 振型函數(shù)的正交性30-31
• 3.4.2 主坐標(biāo)內(nèi)振動方程表達(dá)31-33
• 3.5 振動方程狀態(tài)空間表述形式33
• 3.6 實際算例33-35
• 3.7 本章小結(jié)35-36
• 4 直臂高空作業(yè)車臂架系統(tǒng)振動特性分析36-50
• 4.1 直臂高空作業(yè)車臂架振動的工況分析36
• 4.2 臂架仰角變化對臂架振動響應(yīng)的影響36-40
• 4.2.1 仰角變化的沖擊性對臂架振動響應(yīng)影響36-38
• 4.2.2 系統(tǒng)輸入仰角的設(shè)定與臂頭輸出響應(yīng)38-40
• 4.3 臂架系統(tǒng)固有屬性對臂架振動特性的影響40-49
• 4.3.1 工作平臺及搭載的載荷對臂架振動特性的影響40-43
• 4.3.2 主臂線密度對臂架振動特性的影響43-46
• 4.3.3 主臂抗彎剛度對臂架振動特性的影響46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 直臂高空作業(yè)車臂架系統(tǒng)振動主動控制50-61
• 5.1 臂架系統(tǒng)狀態(tài)方程50-51
• 5.2 應(yīng)用狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置實現(xiàn)振動抑制51-54
• 5.2.1 狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置確定反饋向量K51
• 5.2.2 數(shù)值仿真51-54
• 5.3 應(yīng)用最優(yōu)控制理論實現(xiàn)振動抑制54-60
• 5.3.1 線性二次型最優(yōu)控制基本原理54-57
• 5.3.2 基于線性二次型的臂架系統(tǒng)最優(yōu)控制器設(shè)計57
• 5.3.3 數(shù)值仿真57-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6 直臂高空作業(yè)車振動抑制實驗實現(xiàn)方案61-66
• 6.1 變幅油缸流量與臂架仰角關(guān)系61-63
• 6.2 狀態(tài)變量的獲取方法63-64
• 6.3 主臂振動抑制實現(xiàn)方案64-65
• 6.4 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 附錄A 符號說明70-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 婁軍強(qiáng);魏燕定;楊依領(lǐng);謝鋒然;;空間柔性機(jī)械臂彎扭耦合振動的主動控制研究[J];振動工程學(xué)報;2014年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王富亮;折疊式高空作業(yè)車動力學(xué)分析及殘留振蕩抑制方法研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 李江;登高平臺消防車臂架筋板優(yōu)化分析[D];大連理工大學(xué);2012年

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本文編號：999768