隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源消耗量的不斷增大,能源危機(jī)日益加劇,液壓系統(tǒng)不僅要滿足控制性能的要求,而且還要充分考慮能源的有效利用。二次調(diào)節(jié)傳動(dòng)技術(shù)不但具有系統(tǒng)效率高、可控性好的優(yōu)點(diǎn),而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載制動(dòng)動(dòng)能和重力勢(shì)能的回收和再利用,達(dá)到節(jié)能的目的。因此研究二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制特性,并將二次調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用于加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或者負(fù)載質(zhì)量大且頻繁啟停的慣性負(fù)載系統(tǒng)中,具有重要的工程實(shí)際意義。 本文針對(duì)液壓二次調(diào)節(jié)慣性負(fù)載系統(tǒng),采用機(jī)理建模的方法分別對(duì)二次調(diào)節(jié)慣性負(fù)載系統(tǒng)的斜盤變量油缸系統(tǒng)、二次元件和能量回收環(huán)節(jié)建立了數(shù)學(xué)模型,并在實(shí)驗(yàn)室建立了二次調(diào)節(jié)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)二次調(diào)節(jié)慣性負(fù)載系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制、加載特性以及節(jié)能效果進(jìn)行研究。 轉(zhuǎn)速控制是二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)最基本的控制方式,也是應(yīng)用最廣泛的控制形式之一,其它的控制方式都是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。本文主要分析二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的控制特性,利用機(jī)理模型建立了系統(tǒng)仿真模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型及仿真的正確性。本文研究了順饋復(fù)合補(bǔ)償控制以及模糊PID控制策略對(duì)二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的控制效果,并與傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行了對(duì)比分析。為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),分析了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、外負(fù)載大小、阻尼系數(shù)、系統(tǒng)壓力等參數(shù)對(duì)二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的影響規(guī)律。 耦合特性是二次調(diào)節(jié)慣性負(fù)載加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的重要特性,系統(tǒng)的耦合會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行,通過(guò)一定的解耦算法,得到解耦算子,并應(yīng)用到二次調(diào)節(jié)加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,在時(shí)域和頻域里分析了解耦控制效果,并驗(yàn)證了二次調(diào)節(jié)加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的節(jié)能效果。通過(guò)車橋加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究模擬二次調(diào)節(jié)多負(fù)載系統(tǒng)在恒壓網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行情況,采用CAN總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)通信,并加入解耦環(huán)節(jié)改善轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)與轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)之間的耦合影響,研究二次調(diào)節(jié)多負(fù)載系統(tǒng)的控制特性及節(jié)能效果。 針對(duì)二次調(diào)節(jié)慣性負(fù)載系統(tǒng),通過(guò)對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、制動(dòng)速度斜率、設(shè)定轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)壓力和蓄能器初始狀態(tài)等影響因素的仿真和實(shí)驗(yàn)分析,得到各因素對(duì)系統(tǒng)的控制性能和能量回收效率的影響。本文還對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)慣性負(fù)載系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)分析不同運(yùn)動(dòng)頻率以及蓄能器的影響,對(duì)其節(jié)能效果進(jìn)行了研究。 通過(guò)對(duì)二次調(diào)節(jié)慣性負(fù)載系統(tǒng)控制特性及節(jié)能效果的仿真和實(shí)驗(yàn)研究,積累了大量的理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論分析和仿真分析的正確性,為二次調(diào)節(jié)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了理論與技術(shù)基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH137.52
【部分圖文】：

三菱公司就開(kāi)始著手研究變頻液壓電梯，并于 1986 年申請(qǐng)了美國(guó)事變頻驅(qū)動(dòng)的研究是浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室變頻驅(qū)動(dòng)液壓電梯研究以來(lái)，先后開(kāi)發(fā)研制了 3 種變頻液壓電梯相結(jié)合、上下行全變頻和帶蓄能器的變頻控制系統(tǒng)。圖 1-2 所示能器的變頻液壓電梯系統(tǒng)[24-25]。變頻驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力系統(tǒng)具有較好的節(jié)能效果，國(guó)內(nèi)外都已開(kāi)展了得了一定的成果，也有一些成功的實(shí)例[26-29]。

節(jié)節(jié)能系統(tǒng)流量耦合”方式的缺點(diǎn)，德國(guó)學(xué)者 H .W .N ikolau液傳動(dòng)二次調(diào)節(jié)控制的專利，并在 1980 年與 Korda立了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。二次調(diào)節(jié)，有人也稱次級(jí)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)[Backe 等]，但是如果考慮到油源和蓄壓器的動(dòng)擾，系統(tǒng)壓力并非是絕對(duì)的恒定的，因此，另外一絡(luò)二次元件的調(diào)節(jié)[N ikolaus 等]。由于工作壓力被邊通過(guò)并聯(lián)回路輸送給各執(zhí)行元件，原次級(jí)壓力恒等0-31]。這種傳動(dòng)方式完全類同于電網(wǎng)供電的恒壓工作，適合多負(fù)載并行工作，圖 1-3 所示為二次調(diào)節(jié)系

并且伴隨著理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的不斷深入，二次調(diào)節(jié)技術(shù)己向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。圖1-4 和圖 1-5 是傳統(tǒng)加載測(cè)試系統(tǒng)和二次調(diào)節(jié)加載測(cè)試系統(tǒng)的能耗比較。圖 1-4 傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)能耗示意圖Fig. 1-4 The energy consumption of traditional test system圖 1-5 二次調(diào)節(jié)測(cè)試系統(tǒng)能耗示意圖Fig. 1-5 The energy consumption of secondary regulation test system二次調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)典型的例子是某國(guó)在市區(qū)公共汽車上配備二次調(diào)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)后取得顯著的節(jié)能效果[49]，如圖 1-6 所示。該系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī) 1、一次元件 2、液壓蓄能器 3、二次元件 4、差動(dòng)變速器和驅(qū)動(dòng)輪軸等組成。汽車在加速過(guò)程中，所需的功率通過(guò)一次元件 2 從發(fā)動(dòng)機(jī) 1 和直接從液壓蓄能器 4 中獲取。當(dāng)達(dá)到正常行駛速度后，所需的功率減小，這時(shí)僅由一次元件 2 即可滿足系統(tǒng)功率需求。在制動(dòng)過(guò)程中，二次元件 4 作為液壓泵來(lái)工作，向液壓蓄能器 3 重新充液。液壓蓄能器 3 一方面滿足加速時(shí)的功率峰值的要求，另一方面吸收在減速時(shí)汽車的制動(dòng)動(dòng)能。這里發(fā)動(dòng)機(jī) 1 的驅(qū)動(dòng)僅用來(lái)提供汽車恒速行駛時(shí)的能量和補(bǔ)充系統(tǒng)中的液壓能損耗，利用這種二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張永強(qiáng);無(wú)節(jié)流損失閥控動(dòng)力單元的機(jī)理與應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 任光合;某集裝箱正面吊大臂舉升關(guān)鍵技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2012年

3 辛志民;工程機(jī)械跑合試驗(yàn)臺(tái)二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)的研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2844037