1米铣刨机自动找平系统与功率匹配的研究与应用

论文摘要

[摘要]：以柳工CLG563冷铣刨机为研究对象,详细阐述了其构成与工作原理。在吸收他人研究成果的同时,自行设计、开发了自动找平和功率匹配的控制系统。该系统采用带模糊算法的PID控制方式,可以实时控制铣削路面的深度,系统采用CAN_BUS总线的控制系统,为今后的技术更新提供了空间。该控制方案已应用到柳工CLG563冷铣刨机上,并通过了1000小时的工业性试验,试验结果表明,选择机器作业速度作为功率匹配控制方向合理有效；不仅提高了铣刨机生产率,而且发动机转速平稳,同时采用模糊算法的PID控制方式,不仅提高了操作人员的舒适性,对产品延长使用寿命也有很大的帮助,该控制系统已在柳工实现量产。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 铣刨机的国外水平和发展趋势
• 1.3 铣刨机的国内水平及发展方向
• 1.4 铣刨机研究现状
• 1.5 铣刨机分类、结构及工作原理
• 1.6 控制系统的功能及结构
• 1.7 本课题的研究意义和目标
• 第二章 冷铣刨机的动力与传动系统
• 1 柴油机的固有特性
• 1.1 负荷特性
• 1.2 速度特性
• 1.3 万有特性
• 1.4 柴油机调速特性
• 2 柴油机系统的数学模型
• 3 液压泵、马达以及开关阀
• 3.1 液压泵和马达
• 3.2 工作原理
• 3.3 分类及优缺点
• 3.4 流量计算
• 3.4.1 压力、排量和流量
• 3.4.1.1 工作压力
• 3.4.2 额定压力
• 3.4.3 排量
• 3.4.4 理论流量
• 3.4.5 实际流量
• 3.5 额定流量
• 3.6 瞬时流量
• 3.6.1 功率和效率
• 4 冷铣刨机的传动系统
• 4.1 传动系统分类
• 4.1.1 液压传动
• 4.1.2 机械传动
• 4.1.3 液压机械混合传动
• 4.2 CLG563工作系统
• 4.3 CLG563行走系统
• 4.4 CLG563辅助系统
• 本章小结
• 第三章 冷铣刨机自动找平和功率匹配控制系统分析
• 1 铣刨机的工作原理
• 1.1 铣刨机的铣削过程
• 1.2 铣刨机的功率分配
• 2 找平控制系统的组成及工作原理
• 2.1 自动找平控制系统的组成
• 2.2 自动找平控制系统的工作原理
• 2.2.1 等深铣刨
• 2.2.2 非等深度铣刨
• 3 全功率匹配
• 3.1 发动机的功率输出
• 3.2 功率匹配原理
• 3.3 功率匹配模型
• 3.3.1 发动机输出功率的影响因素
• 3.3.2 行走系统消耗的功率分析
• 3.3.3 铣刨系统所消耗功率分析
• 3.4 行走系统的控制
• 3.4.1 行走系统的构成
• 3.4.2 柱塞变量泵
• 3.4.3 四路流量控制阀
• 3.4.4 变量马达
• 3.4.5 控制模型
• 3.4.6 行走速度特性
• 本章小结
• 第四章 冷铣刨机自动找平和全功率控制系统设计
• 1 微处理器的选择
• 1.1 XC167CI嵌入式微处理器功能简介
• 2 硬件电路设计
• 2.1 开关量输入电路设计
• 2.1.1 防过流设计
• 2.1.2 防错接设计
• 2.2 模拟量输入电路设计
• 2.2.1 电压型传感器及电压采样电路
• 2.2.2 电流采样电路
• 2.3 驱动电路设计
• 2.3.1 开关阀驱动电路设计
• 2.3.2 比例阀驱动电路设计
• 2.4 电源电路设计
• 2.4.1 电源缓冲电路
• 2.4.2 5V电源及核心电源
• 2.5 通讯电路设计
• 2.5.1 RS-232串行通讯
• BUS通讯'>2.5.2 CAN_BUS通讯
• 2.6 总体框架构成
• 2.7 PCB设计
• 3 软件设计
• 3.1 软件系统构成
• 3.2 流程图
• 3.2.1 中断
• 3.2.2 开关量采集与滤波
• 3.2.3 全功率模糊闭环控制
• 3.2.4 自动找平闭环控制
• 3.2.5 CAN通讯
• 3.2.6 PWM信号
• 本章小结
• 第五章 试验结果及相关改进
• 1 试验结果及分析
• 2 设计改进
• 3 改进分析
• 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 作者简历