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大型履带式起重机双卷扬同步控制系统研究

翟大鹏  
【摘要】:履带起重机是一种广泛应用的移动式起重吊装设备,它既可以在带载的情况下行走,又可以灵活的作业,而且具有接地比压小,载重量大的特点,所以在吊装施工中应用十分广泛。随着经济的高速发展,国家基础设施建设的规模越来越大,需要吊装的物料的质量越来越大、起升高度越来越高,履带式起重机的优势明显,市场容量逐年递增。 卷扬系统是履带式起重机的最重要子系统之一,其动态特性将直接关系到整机的操作稳定性。本文以校企合作为背景,以某公司生产的450t履带式起重机为研究对象,研究讨论了该产品的双卷扬同步系统的控制方法,提出采用模糊自整定PID的控制策略。为深入研究该产品双卷扬控制系统的动态特性,对卷扬系统的液压系统、控制系统进行建模仿真和实验研究。 双卷扬系统涉及液压、机械和控制等多个领域,且每个子系统均非常复杂,传统的计算方法难以评估。本文充分利用Simulink和AMESim仿真软件的在控制仿真和液压仿真方面的优势,通过联合,建立双卷扬控制系统的联合仿真模型。在进行控制系统建模时,利用Simulink的控制模块建立了模糊自整定PID控制器的仿真模型。液压系统建模时,为使模型充分反映整车性能,对液压系统的变量马达、卷扬平衡阀等重要液压元件进行了HCD实体建模,经与样本曲线的对比后验证了模型的正确性。通过联合仿真,表明采用模糊自整定PID控制算法的双卷扬控制系统操作性能稳定,能够满足系统要求。 为验证双卷扬同步控制系统仿真结果的正确性和控制方法的可行性,项目组针对450t履带起重机双卷扬系统进行了实验研究。通过实验方案拟定,进行大量实验,经实验数据的整理分析,验证了控制系统模型和液压系统模型的正确性,同时双卷扬系统工作平稳,证明了控制策略的合理性。 该项目的研究成果为履带式起重机的双卷扬同步控制系统的设计和优化提供了理论基础和实验依据,证明联合仿真技术在履带式起重机的液压和控制系统设计中具有广泛的应用前景。


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