人行天桥同步顶升系统研究

论文摘要

普通的人行天桥都存在着高度限制,大件无法通过,给交通运输带来了极大的不便。为了解决这些问题,可以采用可升降的天桥。这样,当大件无法正常通过时,采用液压顶升系统把天桥同步顶升,等大件通过以后再把天桥同步放下。采用可升降天桥能够尽可能的减少交通中断的时间,对于交通运输具有重要的意义。本文以某天桥为设计研究对象,设计了液压顶升系统。为了提高系统工作效率,系统采用了两级调压回路,同时综合比较各种平衡回路,选用采用液控单向阀和单向节流阀的平衡回路。对比两种同步顶升控制系统,选择了适合本系统的“基于位移传感器的同步控制系统”,设计了系统的工作流程图,并对控制系统进行了硬件设计和关键元件的选型。深入了解对称阀控制非对称液压缸时可能产生的问题,决定采用非对称阀控制非对称缸,对整个液压系统进行了建模,并对系统进行了静动态特性的分析。经过分析发现,需要加入校正装置才能满足系统动态特性的要求。对系统进行PID校正和仿真,仿真发现,校正后的系统动态响应速度快,稳定性高。把模糊控制器应用于控制系统中,比较了几种控制器的特点,发现模糊-PID双模控制器是一种比较理想的控制器,该控制器响应速度快,基本无超调,具有较强的抗干扰能力和抗时滞能力。通过AMESim和Simulink两种软件平台对同步顶升控制系统分别进行了仿真,结果表明控制系统能够满足系统要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的选题背景
• 1.2 液压同步控制系统
• 1.2.1 开环同步控制回路
• 1.2.2 闭环同步控制回路
• 1.2.3 液压闭环同步控制策略
• 1.3 同步顶升系统国内外研究及其应用状况
• 1.3.1 国外研究及其应用状况
• 1.3.2 国内研究及其应用状况
• 1.4 课题主要研究内容
• 本章小结
• 第2章 液压系统的分析和设计
• 2.1 系统参数以及要实现的功能和要求
• 2.2 液压顶升系统方案分析
• 2.2.1 泵站的布置
• 2.2.2 电液比例技术设计方案论证
• 2.2.3 液压源回路
• 2.2.4 液压平衡回路
• 2.2.5 液压系统原理图
• 2.3 液压系统设计计算
• 2.3.1 工况分析
• 2.3.2 系统压力的确定
• 2.3.3 执行元件主要结构参数的计算和确定
• 2.3.4 液压缸—负载系统固有频率的计算
• 2.3.5 比例方向阀的选择
• 本章小结
• 第3章 控制系统设计
• 3.1 同步顶升控制系统方案论证
• 3.1.1 基于位移传感器的同步顶升系统
• 3.1.2 基于倾角传感器的同步顶升系统
• 3.1.3 同步顶升系统方案论证
• 3.2 同步顶升控制系统硬件组成及其元件选型
• 本章小结
• 第4章 液压系统的数学建模与分析
• 4.1 液压系统的数学建模
• 4.1.1 比例方向阀环节
• 4.1.2 非对称阀控非对称液压缸—负载环节
• 4.1.3 反馈环节
• 4.1.4 同步系统传递函数
• 4.2 液压系统静动态特性分析
• 4.2.1 系统参数的计算与估计
• 4.2.2 系统的稳定性分析
• 4.2.3 系统的误差分析
• 4.2.4 系统瞬态响应分析
• 本章小结
• 第5章 液压同步系统的校正和仿真
• 5.1 主回路的PID校正
• 5.1.1 PID控制原理
• 5.1.2 采样周期的确定
• 5.1.3 PID参数的整定及仿真
• 5.2 从回路的校正
• 5.3 模糊控制器在系统中的应用
• 5.3.1 模糊控制的基本原理
• 5.3.2 基本模糊控制器的设计
• 5.3.3 模糊-PID双模控制器
• 5.3.4 模糊自适应PID控制器
• 5.3.5 几种控制器的比较
• 5.4 同步顶升控制系统仿真
• 5.5 基于AMESim的同步顶升控制系统仿真
• 5.5.1 AMESim软件简介
• 5.5.2 同步顶升系统在AMESim中的建模与仿真分析
• 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文