汽车低速轮胎试验机垂直力加载系统研究

论文摘要

汽车低速轮胎试验机是一种半实物物理仿真系统,其功能是在实验室的条件下,模拟汽车在路面上的行驶,从而检测汽车轮胎的技术性能指标。随着我国汽车工业的快速发展,伴随而来的是汽车数量的显著增加和交通事故发生率的不断增长,由此,汽车相关零部件的各种性能越来越引起人们的重视。在这其中,轮胎的各种性能参数最值得我们关注。本文在查阅大量国内外资料的基础上,综述了国内外轮胎实验机的发展现状,分析了它们的优缺点,通过对国内轮胎实验机产品的对比,确定了本文的研究方向。本文研究的方向是低速轮胎试验机垂直力加载系统,建立了低速轮胎试验机垂直力加载的数学模型并进行简化处理,对其控制性能进行深入的理论分析,研究结构参数与控制性能的关系,为提高低速轮胎实验机垂直力加载的控制性能提供理论基础。运用SIMULINK软件包中的模块库对非对称油缸的线形和非线形模型进行仿真。本文提出了压力伺服阀和流量伺服阀双阀控制方案,并分别对压力伺服阀控制加载系统和流量伺服阀控制加载系统进行了实验研究。在对力的控制中,如何提高力加载系统的动静态性能指标是当前研究的关键点,采用三极压力传感器来分别满足高压和低压时绝对精度的控制。通过实验得出低速轮胎试验机垂直力加载的动静态性能指标,证明本文提出的综合控制性能方法是有效的。本文所采用的提高低速轮胎试验机垂直力加载控制性能的方法和得出的结论同样也适用于其它垂直加载系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 汽车轮胎试验机国内外发展水平及研究动态
• 1.1.2 课题的研究意义
• 1.2 低速轮胎试验机的组成
• 1.2.1 液压油源系统必须满足的性能和指标要求
• 1.2.2 控制系统部分需要满足的技术指标
• 1.3 电液比例控制系统概述
• 1.3.1 电液比例控制系统的分类及特点
• 1.3.2 电液比例控制的基本组件
• 1.3.3 电液比例控制系统的发展趋势
• 1.3.4 电液比例控制系统中的非线性环节
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.4.1 垂直力加载系统液压原理设计
• 1.4.2 主要技术评价指标
• 1.4.3 论文研究的主要工作
• 第二章 比例换向阀控制力加载系统的数学模型的建立
• 2.1 零开口四边对称滑阀的负载压力的分析
• 2.1.1 基于假设1的比例换向阀的负载压力的分析
• 2.1.2 基于假设2的比例换向阀的负载压力的分析
• 2.2 比例换向阀控制对称油缸的力控制系统的分析
• 2.2.1 阀控对称缸力控制系统的数学模型的建立
• 2.2.2 阀控对称缸的力控制系统状态方程
• 2.2.3 阀控对称缸的力控制系统的SIMULINK仿真
• 2.3 比例换向阀控制非对称油缸的力控制系统的分析
• 2.3.1 非对称液压缸在工程中的应用
• 2.3.2 阀控非对称缸力控制系统的数学模型的建立
• 2.3.3 阀控对称缸的力控制系统状态方程
• 第三章 比例减压阀控制力加载系统的数学模型的建立
• 3.1 比例减压阀力控制系统的分析
• 3.1.1 比例减压阀先导阀的数学模型的建立
• 3.1.2 比例减压阀主阀的数学模型的建立
• 3.1.3 比例减压阀的力控制系统的状态方程
• 3.1.4 比例减压阀的力控制系统的SIMULINK仿真
• 3.2 比例减压阀控制非对称油缸的力控制系统的分析
• 3.2.1 比例减压阀控制油缸的力控制系统的数学模型的建立
• 3.2.2 比例减压阀控制油缸的力控制系统的状态方程
• 第四章 垂直力加载控制系统仿真及结果分析
• 4.1 MATLAB/SIMULINK仿真软件简介
• 4.1.1 计算机仿真软件MATLAB的特点
• 4.1.2 SIMULINK的特点
• 4.2 比例换向阀力控制系统的数学模型的仿真
• 4.2.1 参数的确定
• 4.2.2 比例换向阀力控制系统的仿真
• 4.3 比例减压阀力控制系统的数学模型的仿真
• 4.3.1 参数的确定
• 4.3.2 比例减压阀力控制系统的仿真
• 4.4 两种控制系统的试验数据对比与分析
• 4.4.1 控制精度的试验数据对比
• 4.4.2 控制精度的试验数据分析
• 第五章 控制系统的设计
• 5.1 控制系统概述
• 5.1.1 工业用计算机的应用
• 5.1.2 计算机控制系统的主要构件
• 5.1.3 电液比例阀的选用
• 5.1.4 力传感器的选用
• 5.2 控制系统软件实现
• 5.2.1 Visual Basic简介
• 5.2.2 加载系统的主控制界面及实现程序
• 5.2.3 加载系统的其它控制界面
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附图A 换向阀控对称油缸的力系统模型仿真
• 附图B 换向阀控非对称缸的力系统模型仿真
• 附图C 减压阀控非对称缸的力系统模型仿真
• 附图D 垂直力加载闭环控制系统的程序
• 致谢