【摘要】： 液壓系統(tǒng)以功率質(zhì)量比高等優(yōu)點在各工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,液壓系統(tǒng)性能優(yōu)劣的判定需要通過動態(tài)試驗測試進行。研究和開發(fā)通用化的液壓系統(tǒng)動態(tài)性能試驗臺,在液壓系統(tǒng)設(shè)計、分析和改進中具有十分重要的價值,將仿真技術(shù)引入液壓系統(tǒng)試驗研究可以減少物理試驗中花費的人力、物力和財力,并能在試驗前對被試驗的系統(tǒng)進行預(yù)測及方案優(yōu)化。 本論文結(jié)合福建省重大專項“工程機械液壓系統(tǒng)動態(tài)性能試驗測試平臺的研發(fā)”,以實際搭建的液壓系統(tǒng)動態(tài)性能試驗測試平臺為研究對象,采用EASY5軟件對系統(tǒng)進行仿真研究,主要開展的研究工作是: 1.在對液壓系統(tǒng)性能試驗臺組成、功用深入了解的基礎(chǔ)上,分析系統(tǒng)基本液壓元件的數(shù)學模型,采用解析法推導(dǎo)出系統(tǒng)中重要壓力控制元件比例溢流閥的二階簡化傳遞函數(shù)模型,構(gòu)建了比例溢流閥的仿真模塊。 2.采用EASY5高級液壓庫中基本液壓單元塊建立二通插裝閥及其方向控制回路模型,通過簡化傳遞函數(shù)模型,運用通用庫中元件建立先導(dǎo)比例溢流閥仿真模型。 3.完成整個試驗系統(tǒng)仿真建模,設(shè)計實驗驗證方式,通過實驗結(jié)果與仿真結(jié)果的對比,進一步調(diào)整仿真參數(shù),使仿真結(jié)果在各種工況下都與實驗結(jié)果實現(xiàn)吻合,證明所建模型的正確性。 4.通過穩(wěn)態(tài)掃描分析功能,對系統(tǒng)在一定流量下管路直徑對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的影響進行分析,得到管路直徑的最佳配制方案,為優(yōu)化物理試驗臺提供理論參考。 5.針對系統(tǒng)閉環(huán)壓力控制的控制精度偏低和過渡時間較長的情況,采用PID控制對系統(tǒng)進行改進,改進后系統(tǒng)的控制精度和過渡品質(zhì)有所提高,調(diào)定的PID參數(shù)為實際控制優(yōu)化提供了參考,在此基礎(chǔ)上分析了壓力輸入和流量變化對系統(tǒng)動態(tài)特性的具體影響 本文成功搭建了液壓系統(tǒng)動態(tài)性能試驗臺的仿真模型,并與物理試驗系統(tǒng)進行了仿真驗證,其研究成果進一步完善將可運用于工程機械液壓系統(tǒng)動態(tài)性能的仿真及半物理仿真研究,并為指導(dǎo)液壓系統(tǒng)性能試驗臺的改進、優(yōu)化提供理論基礎(chǔ),這種研究方法對推廣到其它工程領(lǐng)域液壓系統(tǒng)性能試驗的研究具有重要的指導(dǎo)意義!
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH137
【圖文】：

計算機仿真包括三個要素，即系統(tǒng)、模型和計算機。聯(lián)系這三個要素的有三個基本活動：系統(tǒng)模型建立，仿真模型建立和仿真實驗。計算機仿真三要素及三個基本活動的關(guān)系如圖1-2所示[11]。圖 1-2 系統(tǒng)仿真過程三要素之間的關(guān)系計算機仿真技術(shù)作為液壓系統(tǒng)或元件設(shè)計階段的必要手段，已被業(yè)界廣泛認識。液壓仿真技術(shù)，從誕生到今天，己經(jīng)有 30 多年的歷史，在我國也有 20 多年的發(fā)展歷史。隨著流體力學、現(xiàn)代控制理論、算法理論、可靠性理論等相關(guān)學科的發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的突飛猛進，液壓仿真技術(shù)也日益成熟，越來越成為液壓系統(tǒng)設(shè)計人員的有力工具[12]。仿真技術(shù)在液壓領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括[13]：(1)通過理論推導(dǎo)建立已有液壓元件或系統(tǒng)的數(shù)學模型，用實驗結(jié)果與仿真結(jié)果進行比較，驗證數(shù)學模型的準確度，并把這個數(shù)學模型作為今后改進和設(shè)計類似元件或系統(tǒng)的仿真依據(jù)；(2)通過建立數(shù)學模型和仿真實驗

第二章 液壓系統(tǒng)性能試驗臺組成功用及液壓回路分析2.1 性能試驗臺的基本組成及各部分的功用液壓系統(tǒng)性能試驗臺（STS）作為工程機械液壓系統(tǒng)通用動態(tài)性能試驗測試平臺可以滿足各種工程機械液壓系統(tǒng)或元件的試驗測試，其采用的是模塊化、通用化、多接口設(shè)計原則，由于大多工程機械都有工作回路、轉(zhuǎn)向回路和先導(dǎo)回路，因此設(shè)計時油源部分分為工作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和先導(dǎo)系統(tǒng)三部分，以滿足常用工程機械液壓系統(tǒng)的試驗測試。ST由試驗系統(tǒng)油源(TSP)、供油回油加載測量裝置(LMU)、試驗臺架系統(tǒng)(TBS)、操縱臺(MPS和試驗通用管路(SGP)五大部分組成。STS 上裝有壓力、流量、溫度、位移(速度)、扭矩及轉(zhuǎn)速變送器。操縱臺(MPS)設(shè)有本地/遠程轉(zhuǎn)換開關(guān)，本地狀態(tài)下 MPS 直接對 TSP 和 LMU 實施手動或自動控制；遠程狀態(tài)下 MPS 受控于上位機即計算機輔助測試系統(tǒng) CATS。壓力、流量、溫度、位移(速度)、扭矩及轉(zhuǎn)速信號直接由 CATS 采集、處理、顯示。目前廈門工程機械股份有限公司已將裝載機的液壓系統(tǒng)連接安裝在試驗臺架（T 型臺）上進行了一系列的性能測試。圖 2-1 所示為液壓系統(tǒng)性能試驗臺的組成流程圖。

圖 2-2 液壓泵站(TSP)原理圖箱裝置壓系統(tǒng)中的主要功能是：貯存供系統(tǒng)工作循環(huán)所需要的油量；散發(fā)一部分熱量；促進油液中的空氣分離及消除泡末。對油箱的設(shè)計、求實施，本液壓性能試驗臺中設(shè)有兩個油箱——高位油箱和低位油式油箱既可作為壓力油箱也可作為常壓油箱。高低位油箱各裝有被、溫度變送器、液位計和各種球閥。根據(jù)不同的試驗需要選用壓力換相應(yīng)的球閥。組及其調(diào)壓閥組液壓系統(tǒng)的動力元件，它將電動機輸入的機械能轉(zhuǎn)化為液壓能，為試驗臺采用變頻電機，可以對系統(tǒng)中所用的泵進行無極調(diào)速，能為量和進行各種形式的動態(tài)性能測試。采用的泵為容積式定量泵，在滿足系統(tǒng)對壓力、流量的控制。臺中的泵組及調(diào)壓閥組包括變頻工作泵組及其調(diào)壓閥組、變頻轉(zhuǎn)向頻工作泵組 VFP1 由工作變頻控制柜 VFC1 控制；變頻轉(zhuǎn)向泵組 V

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本文編號：2783509