泵控马达变转速节流复合调速系统特性研究

论文摘要

变转速液压技术是一种新型节能技术,泵控马达变转速调速系统是变转速液压传动系统中一类基本的传动系统,但是变转速调速系统存在响应慢及快速减速特性差等缺点,这限制了这种节能传动系统的普及及发展。针对以上问题,论文提出了变转速调速与阀控节流调速相结合的复合调速方案,对泵控马达变转速节流复合调速系统特性进行了较为系统地研究。所进行的主要研究内容如下:通过研究泵控马达变转速节流复合调速系统的时域仿真,分析了主要参数对系统性能的影响;对变转速节流复合调速系统的速度刚性进行了理论分析,提出了开环控制系统补偿速度降落的措施;对泵控马达变转速节流复合调速系统与阀控马达调速系统进行了能耗分析和实验研究;对变转速节流复合调速系统、阀控调速系统及变转速调速系统进行了开环控制仿真,对比分析了当系统快速减速及受到负载扰动时的马达速度响应特性,并对三种调速回路的系统阶跃响应进行了实验研究;对变转速节流复合调速系统、阀控调速系统及变转速调速系统的速度曲线跟踪仿真及实验进行了对比研究;对变转速节流复合调速系统进行了PID控制仿真。纵观全文,论文对泵控马达变转速节流复合调速系统特性进行了比较细致地研究,从理论及实验两方面进行了对比分析,结果表明这种复合调速方法不但调节灵活,方便,响应速度快,而且能耗小,为拓宽变转速调速系统在工程中的应用范围提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 电机变频调速技术概述
• 1.1.1 变频调速技术的发展及特点
• 1.1.2 变频调速装置及其控制方式
• 1.2 变转速液压技术发展概况
• 1.2.1 变转速液压技术课题研究背景
• 1.2.2 变转速液压技术国内外发展概况
• 1.3 课题主要研究内容及意义
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 课题研究意义
• 1.4 本章小节
• 2 泵控马达变转速节流复合调速系统及数学模型
• 2.1 泵控马达变转速节流复合调速实验系统介绍
• 2.1.1 液压回路部分
• 2.1.2 变频器及电机部分
• 2.1.3 检测元件及控制系统
• 2.2 变转速节流复合调速系统数学模型
• 2.2.1 变频器环节
• 2.2.2 电机环节
• 2.2.3 泵环节
• 2.2.4 马达环节
• 2.2.5 比例方向阀环节
• 2.2.6 比例溢流阀环节
• 2.3 本章小结
• 3 泵控马达变转速节流复合调速系统性能分析及实验研究
• 3.1 变转速节流复合调速系统时域性能仿真
• 3.1.1 系统仿真模型
• 3.1.2 参数对系统性能的影响
• 3.2 变转速节流复合调速系统速度刚性分析
• 3.2.1 变转速节流复合调速方法
• 3.2.2 复合调速系统速度刚性
• 3.2.3 马达速度降落开环补偿
• 3.3 变转速节流复合调速系统节能实验
• 3.3.1 变转速节流复合调速系统节能原理
• 3.3.2 变转速节流复合调速系统节能实验及分析
• 3.4 本章小结
• 4 泵控马达变转速节流复合调速系统开环控制仿真及实验
• 4.1 变转速节流复合调速系统动态响应仿真
• 4.1.1 变转速节流复合调速系统
• 4.1.2 阀控调速系统
• 4.1.3 变转速调速系统
• 4.2 变转速节流复合调速系统阶跃响应实验
• 4.2.1 变转速节流复合调速系统
• 4.2.2 阀控调速系统
• 4.2.3 变转速调速系统
• 4.3 变转速节流复合调速系统曲线跟踪防真
• 4.4 变转速节流复合调速系统曲线跟踪实验
• 4.5 本章小结
• 5 泵控马达变转速节流复合调速系统PID控制
• 5.1 PID控制简介
• 5.1.1 常规数字PID控制器
• 5.1.2 PID控制器参数对系统性能的影响
• 5.1.3 参数选择方法
• 5.2 变转速节流复合调速系统PID控制
• 5.2.1 PID控制阶跃响应仿真
• 5.2.2 PID控制正弦响应仿真
• 5.2.3 方波信号PID控制系统仿真
• 5.2.4 PID控制速度曲线跟踪仿真
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研获奖