礦用支架拆裝吊臂的優(yōu)化設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性控制研究
發(fā)布時(shí)間:2023-04-19 22:36
礦用液壓支架主要為煤炭綜采工作提供支撐保護(hù),是礦山安全作業(yè)的關(guān)鍵保障設(shè)備。由于受到井下惡劣環(huán)境的影響,液壓支架在運(yùn)行中會(huì)受到多種類型的損傷,為保證液壓支架的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,需要對(duì)其進(jìn)行定期的解體檢修和維護(hù)。礦用支架拆裝吊臂作為支架解體、立柱拆裝的關(guān)鍵設(shè)備,其工作的安全性、穩(wěn)定性和能效性已成為液壓支架拆裝設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。本文針對(duì)傳統(tǒng)液壓支架拆裝設(shè)備中存在的問(wèn)題,結(jié)合委托單位的設(shè)計(jì)需求,在完成整體框架式拆裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,主要進(jìn)行了液壓支架拆裝吊臂截面和鉸點(diǎn)位置的優(yōu)化設(shè)計(jì);基于模糊自整定-準(zhǔn)PR控制模型實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行穩(wěn)定性控制設(shè)計(jì);通過(guò)設(shè)計(jì)角位移檢測(cè)裝置和變阻尼控制器,基于模糊規(guī)則實(shí)現(xiàn)變幅起吊過(guò)程的防擺控制設(shè)計(jì)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)整體的框架式拆裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):在分析礦用液壓支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)能夠適用于多種規(guī)格液壓支架拆裝的框架式設(shè)備。其中包括:整體框架結(jié)構(gòu)、單鉸雙鉤吊裝機(jī)構(gòu)、軌道平板工作臺(tái)以及電動(dòng)葫蘆、磁力吸盤(pán)等其他輔助機(jī)構(gòu)。(2)吊臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì):通過(guò)Ansys Work Bench中的Direction Optimization模塊,以輕量化為目標(biāo),采用Screening優(yōu)化...
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.1.1 我國(guó)的礦用液壓支架再制造概況
1.1.2 礦用液壓支架起吊裝置的發(fā)展
1.1.3 課題研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 傳統(tǒng)的液壓支架拆裝方式
1.2.2 液壓支架拆裝專用設(shè)備
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 論文結(jié)構(gòu)
1.4 本章小結(jié)
第二章 液壓支架拆裝設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 綜采機(jī)械化設(shè)備概況
2.2 綜采液壓支架介紹
2.2.1 液壓支架的類型
2.2.2 液壓支架的結(jié)構(gòu)組成
2.3 拆裝設(shè)備需滿足的基本工作要求
2.3.1 工作環(huán)境及性能要求
2.3.2 實(shí)現(xiàn)目的
2.4 拆裝設(shè)備的組成
2.4.1 框架式拆裝結(jié)構(gòu)
2.4.2 單鉤雙鉸吊裝機(jī)構(gòu)
2.4.3 軌道平板工作臺(tái)
2.4.4 其他結(jié)構(gòu)功能
2.4.5 立柱專用拆裝吊臂
2.5 本章小結(jié)
第三章 吊臂優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 吊臂截面優(yōu)化
3.2.1 吊臂截面形式的選擇
3.2.2 U型截面的參數(shù)分析
3.2.3 吊臂靜力學(xué)分析
3.2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)
3.2.5 優(yōu)化運(yùn)算過(guò)程及結(jié)果分析
3.3 鉸點(diǎn)位置優(yōu)化
3.3.1 變幅機(jī)構(gòu)受力分析
3.3.2 液壓缸伸縮與變幅角度的幾何關(guān)系分析
3.3.3 鉸點(diǎn)位置優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
3.3.4 Adams優(yōu)化結(jié)果仿真
3.4 本章小結(jié)
第四章 電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性控制
4.1 引言
4.2 電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹
4.3 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模
4.3.1 比例放大元件
4.3.2 電液比例閥
4.3.3 四通閥控非對(duì)稱液壓缸
4.3.4 檢測(cè)反饋元件
4.3.5 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框圖
4.4 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)分析
4.4.1 電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
4.4.2 基于Simulink電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)分析
4.5 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)復(fù)合校正
4.5.1 PI(比例積分)控制
4.5.2 PR(比例諧振)控制
4.5.3 控制器的參數(shù)分析
4.5.4 系統(tǒng)復(fù)合校正控制方式的選擇
4.5.5 模糊控制
4.5.6 模糊自整定-準(zhǔn)PR控制器的設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 變幅起吊過(guò)程的防擺控制
5.1 引言
5.2 吊臂工作原理
5.3 吊擺機(jī)構(gòu)建模與仿真
5.3.1 吊擺機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型
5.3.2 吊擺系統(tǒng)Simulink仿真
5.4 角度補(bǔ)償控制方法及防擺控制器
5.4.1 角度補(bǔ)償控制方法
5.4.2 防擺控制器
5.4.3 吊臂控制系統(tǒng)整體仿真
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
本文編號(hào):3794346
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.1.1 我國(guó)的礦用液壓支架再制造概況
1.1.2 礦用液壓支架起吊裝置的發(fā)展
1.1.3 課題研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 傳統(tǒng)的液壓支架拆裝方式
1.2.2 液壓支架拆裝專用設(shè)備
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 論文結(jié)構(gòu)
1.4 本章小結(jié)
第二章 液壓支架拆裝設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 綜采機(jī)械化設(shè)備概況
2.2 綜采液壓支架介紹
2.2.1 液壓支架的類型
2.2.2 液壓支架的結(jié)構(gòu)組成
2.3 拆裝設(shè)備需滿足的基本工作要求
2.3.1 工作環(huán)境及性能要求
2.3.2 實(shí)現(xiàn)目的
2.4 拆裝設(shè)備的組成
2.4.1 框架式拆裝結(jié)構(gòu)
2.4.2 單鉤雙鉸吊裝機(jī)構(gòu)
2.4.3 軌道平板工作臺(tái)
2.4.4 其他結(jié)構(gòu)功能
2.4.5 立柱專用拆裝吊臂
2.5 本章小結(jié)
第三章 吊臂優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 吊臂截面優(yōu)化
3.2.1 吊臂截面形式的選擇
3.2.2 U型截面的參數(shù)分析
3.2.3 吊臂靜力學(xué)分析
3.2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)
3.2.5 優(yōu)化運(yùn)算過(guò)程及結(jié)果分析
3.3 鉸點(diǎn)位置優(yōu)化
3.3.1 變幅機(jī)構(gòu)受力分析
3.3.2 液壓缸伸縮與變幅角度的幾何關(guān)系分析
3.3.3 鉸點(diǎn)位置優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
3.3.4 Adams優(yōu)化結(jié)果仿真
3.4 本章小結(jié)
第四章 電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性控制
4.1 引言
4.2 電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹
4.3 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模
4.3.1 比例放大元件
4.3.2 電液比例閥
4.3.3 四通閥控非對(duì)稱液壓缸
4.3.4 檢測(cè)反饋元件
4.3.5 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)框圖
4.4 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)分析
4.4.1 電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
4.4.2 基于Simulink電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)分析
4.5 吊臂電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)復(fù)合校正
4.5.1 PI(比例積分)控制
4.5.2 PR(比例諧振)控制
4.5.3 控制器的參數(shù)分析
4.5.4 系統(tǒng)復(fù)合校正控制方式的選擇
4.5.5 模糊控制
4.5.6 模糊自整定-準(zhǔn)PR控制器的設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 變幅起吊過(guò)程的防擺控制
5.1 引言
5.2 吊臂工作原理
5.3 吊擺機(jī)構(gòu)建模與仿真
5.3.1 吊擺機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型
5.3.2 吊擺系統(tǒng)Simulink仿真
5.4 角度補(bǔ)償控制方法及防擺控制器
5.4.1 角度補(bǔ)償控制方法
5.4.2 防擺控制器
5.4.3 吊臂控制系統(tǒng)整體仿真
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
本文編號(hào):3794346
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