本文關(guān)鍵詞：平面應(yīng)變模型試驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(yàn)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(yùn)動方面具有明顯優(yōu)勢,在土木工程領(lǐng)域具有很強(qiáng)的實(shí)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(yàn)臺。本文首先根據(jù)試驗(yàn)負(fù)載確定試驗(yàn)臺液壓控制系統(tǒng)的主要參數(shù),設(shè)計(jì)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(jìn)電機(jī)、壓力變送器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器及下位機(jī)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(jìn)行選型與采購,并最終用于設(shè)計(jì)生產(chǎn)。 其次,根據(jù)理論計(jì)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(jìn)行強(qiáng)度校核和模態(tài)分析,根據(jù)計(jì)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(qiáng)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(jìn)行了仿真研究。通過仿真計(jì)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(yàn)證了設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)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(jìn)行選型及分析,使用西門子系統(tǒng)軟件開發(fā)了試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力的閉環(huán)PID控制,同時實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力的實(shí)時控制。
【關(guān)鍵詞】：試驗(yàn)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(jì)任務(wù)和技術(shù)要求12-13
• 1.3.1 設(shè)計(jì)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(jì)算15-28
• 2.1 負(fù)載分析和加載的試驗(yàn)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(jì)算16
• 2.2.2 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)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(jì)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(jì)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(qiáng)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(qiáng)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(yàn)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(yàn)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(diǎn)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(jì)48-59
• 5.1 加載穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求48
• 5.2 控制方案的確定48
• 5.3 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制原理48-49
• 5.4 PLC(下位機(jī))控制系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jìn)電機(jī)的壓力閉環(huán)控制54-55
• 5.5.3 測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)55-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【參考文獻(xiàn)】

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(jī)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