發(fā)布時間：2017-10-02 16:33

  本文關鍵詞：靜液壓傳動式車輛驅(qū)動系統(tǒng)的研究

  更多相關文章： 靜液壓傳動系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速控制 元件選型 非線性微分-積分滑模變結構控制

【摘要】：靜液壓傳動系統(tǒng)因其具有功率體積比大、調(diào)速范圍廣、啟動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點,廣泛應用于各種大型行走機械的驅(qū)動系統(tǒng)中。但是目前對于靜液壓傳動系統(tǒng)的研究大部分集中在參數(shù)匹配上,對于馬達轉(zhuǎn)速控制的研究不多,因此本文以靜液壓傳動車輛驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象,從系統(tǒng)的結構和工作原理、元件選型、系統(tǒng)建模以及控制策略等方面展開了研究工作,并分別通過仿真和實驗完成了分析驗證。本文主要完成了以下工作:首先分析了液壓驅(qū)動系統(tǒng)的組成結構,并根據(jù)液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設計指標,確定了液壓驅(qū)動系統(tǒng)主要元件的參數(shù),根據(jù)液壓驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理,選用高壓自動變量馬達。在此基礎上,分別建立了液壓馬達、液壓泵和系統(tǒng)的總體模型。針對系統(tǒng)模型存在相乘非線性、參數(shù)較多、無法推導傳遞函數(shù)的問題,對系統(tǒng)近似線性化處理,將馬達排量的變化當做參數(shù)擾動,設計了非線性微分-積分滑模變結構速度跟蹤控制器以消除系統(tǒng)參數(shù)變化和負載擾動給系統(tǒng)帶來的影響。為了驗證設計控制器的有效性,在AMESim與Matlab聯(lián)合仿真平臺中搭建了液壓驅(qū)動系統(tǒng)的仿真模型,對馬達轉(zhuǎn)速控制進行了仿真分析。仿真結果表明,與PID控制相比,非線性微分-積分滑模變結構控制可以顯著改善系統(tǒng)在不同工況下的控制效果,具有更強的抗擾動性能和魯棒性。最后,在PC機上采用C#編程,完成了控制算法和上位機程序的編寫,利用NI數(shù)據(jù)采集卡采集液壓泵和馬達的轉(zhuǎn)速信號,并輸出控制電壓信號,在實驗室現(xiàn)有的實驗平臺上完成了實驗。通過實驗進一步驗證了泵控馬達轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)非線性微分-積分滑模變結構控制的有效性。
【關鍵詞】：靜液壓傳動系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速控制 元件選型 非線性微分-積分滑模變結構控制
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.22;TH137
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 靜液壓傳動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-14
• 1.2.1 國外靜液壓傳動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-13
• 1.2.2 國內(nèi)靜液壓傳動技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 變量泵-變量馬達控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要內(nèi)容安排16-18
• 第2章 車輛靜液壓傳動系統(tǒng)總體設計及理論研究18-27
• 2.1 液壓驅(qū)動系統(tǒng)技術指標及系統(tǒng)組成18-19
• 2.2 液壓驅(qū)動系統(tǒng)力學分析19-22
• 2.2.1 從動輪力矩平衡19-20
• 2.2.2 驅(qū)動輪力矩平衡20-21
• 2.2.3 靜液壓傳動車輛的行駛阻力計算21-22
• 2.3 液壓驅(qū)動系統(tǒng)元件選型22-26
• 2.3.1 發(fā)動機選型22-23
• 2.3.2 液壓傳動系統(tǒng)選型23-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第3章 泵控馬達系統(tǒng)建模27-38
• 3.1 泵控馬達系統(tǒng)的模型結構27-28
• 3.2 泵控馬達系統(tǒng)模型28-37
• 3.2.1 液壓馬達的結構及模型28-31
• 3.2.2 變量泵的數(shù)學模型31-34
• 3.2.3 泵控馬達系統(tǒng)總體模型34-37
• 3.3 本章小結37-38
• 第4章 泵控馬達系統(tǒng)控制策略設計38-48
• 4.1 滑模變結構控制38-40
• 4.2 積分滑模變結構控制40-43
• 4.3 非線性微分-積分滑模變結構控制(DI-SVSC)43-45
• 4.4 泵控馬達轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)非線性微分-積分滑模變結構控制器設計45-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第5章 液壓驅(qū)動系統(tǒng)仿真分析48-61
• 5.1 仿真平臺介紹48
• 5.2 發(fā)動機仿真48-53
• 5.2.1 發(fā)動機仿真模型48-49
• 5.2.2 發(fā)動機的工況49-50
• 5.2.3 發(fā)動機特性仿真分析50-53
• 5.3 泵控馬達系統(tǒng)仿真53-60
• 5.3.1 馬達排量控制機構仿真53-54
• 5.3.2 泵控馬達系統(tǒng)仿真54-56
• 5.3.3 馬達轉(zhuǎn)速控制仿真56-60
• 5.4 本章小結60-61
• 第6章 泵控馬達系統(tǒng)實驗分析61-69
• 6.1 實驗平臺介紹61-64
• 6.1.1 實驗平臺總體框架61
• 6.1.2 液壓系統(tǒng)介紹61-63
• 6.1.3 主要硬件介紹63
• 6.1.4 上位機軟件介紹63-64
• 6.2 實驗結果64-68
• 6.2.1 階躍響應實驗64-65
• 6.2.2 液壓泵輸出流量擾動實驗65-66
• 6.2.3 馬達負載轉(zhuǎn)矩擾動實驗66-67
• 6.2.4 正弦跟蹤實驗67-68
• 6.3 本章小結68-69
• 結論69-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單75-76
• 致謝76

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本文編號：960696