挖掘机液压系统工作介质污染度的模糊控制研究

论文摘要

液压挖掘机是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备,在工业和民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代军事工程都有着广泛的应用。其液压系统稳定、正常的运行对保证工程的安全、高效生产有着重要的意义。对液压挖掘机工作介质污染度的控制是保证挖掘机可靠运行的一个关键技术问题。本文针对液压挖掘机工作介质污染控制系统的结构、工作原理和运行特点,建立了挖掘机污染控制系统的数学模型,通过对液压元件的油液清洁度等级分析,得出了挖掘机液压系统采用的污染度等级评定标准,选用了颗粒计数器对液压系统污染度进行在线监测。本文运用模糊控制理论对液压挖掘机工作介质的污染度进行控制。选择了工作介质的污染度等级和自动清洗装置电机的控制电流作为模糊控制器的输入输出语言变量,运用模糊理论把这些物理量转化为语言模糊论语,并确立了模糊控制器输入输出语言变量的值和隶属度函数,经过模糊推理得到了模糊控制器的控制规则表。同时提出了液压挖掘机污染控制系统模糊控制器的软硬件实现方案,并对系统进行了仿真研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的与意义
• 1.2 模糊控制的研究与应用现状及其发展
• 1.2.1 国外模糊控制技术的研究与应用
• 1.2.2 我国模糊控制技术的研究与发展
• 1.2.3 模糊控制展望
• 1.3 本论文的主要研究工作及技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 准备采取的技术路线
• 1.4 拟解决的关键问题
• 第二章 挖掘机液压系统污染的分析与建模
• 2.1 液压系统污染控制通用模型的建立
• 2.1.1 污染源分析
• 2.1.2 污染物侵入点分析
• 2.1.3 液压系统污染控制通用模型
• 2.2 液压污染控制方程推导
• 2.3 本章小结
• 第三章 挖掘机液压系统油液污染度分析与在线监测
• 3.1 液压油污染度等级评定标准选择
• 3.1.1 ISO4406-1999油液污染度等级标准新的规定
• 3.1.2 污染度等级国家标准（GB/T14039-2002）
• 3.2 本课题拟采用的污染度等级评定标准
• 3.3 液压系统目标清洁度等级的确定
• 3.4 WY-200型挖掘机液压系统拟采用的目标清洁度
• 3.5 污染度在线监测传感器的选型及安装位置确定
• 3.6 颗粒计数器颗粒浓度特征值的提取
• 3.7 颗粒浓度标准值的确定
• 3.8 本章小结
• 第四章 挖掘机液压系统油液污染度模糊控制器的设计
• 4.1 模糊控制的起源及其特点
• 4.2 模糊控制理论的数学基础
• 4.2.1 模糊集合及其表示方法
• 4.2.1.1 模糊集合的基本概念
• 4.2.1.2 模糊集合的表示方法
• 4.2.2 扩张原理和分解原理
• 4.2.3 模糊关系及其运算
• 4.2.4 模糊变换
• 4.2.5 模糊逻辑
• 4.2.6 模糊推理
• 4.2.7 模糊建模
• 4.3 模糊控制器的基本原理
• 4.4 模糊控制器的结构选择
• 4.5 挖掘机液压系统模糊控制器的基本规则实现
• 4.5.1 语言变量的选取确定
• 4.5.1.1 语言变量
• 4.5.1.2 精确输入语言变量的模糊化
• 4.5.2 确定语言变量的隶属度函数
• 4.5.3.语言变量赋值表
• 4.5.4 挖掘机液压系统模糊控制规则的建立
• 4.5.5 根据模糊推理合成运算
• 4.5.6 模糊控制规则的参数自调整
• 4.6 本章小结
• 第五章 挖掘机液压系统污染度模糊控制器的实现
• 5.1 概述
• 5.2 模糊控制器的硬件实现
• 5.3 模糊控制器的软件实现
• 5.4 模糊控制系统的仿真研究
• 5.4.1 MATLAB语言简介
• 5.4.2 控制系统仿真的基本理论
• 5.4.3 动态系统的Simulink仿真
• 5.4.3.1 Simulink简介
• 5.4.3.2 模糊控制系统的仿真模型建立及仿真
• 5.5 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录