基于AMESim与ADAMS的数控磨床调平系统同步控制及仿真

论文摘要

CRTSⅡ轨道板专用数控磨床是高速铁路建设的关键设备,用于轨道板承轨台的成型磨削。为了保证其磨削精度,轨道板的支撑状态必须处于自然支撑状态,尽量减少轨道板内部因支撑产生变形而形成的内力。轨道板的支撑依靠调平系统来实现,因此调平系统的性能对轨道板的加工精度至关重要。论文阐述了CRTSⅡ轨道板专用数控磨床的结构、功能及工作过程,详细分析了磨床液压系统的各部分组成及工作原理,并对伺服调平油缸及磨床处于水平状态下的力矩平衡进行分析,在此基础上建立了伺服油缸组调平过程的数学模型,利用力反馈构成闭环控制系统,在闭环控制环节中加入PID控制器对调平过程进行控制。在建模及仿真部分,充分运用AMESim和ADAMS两套软件的优势,对伺服油缸组调平运动过程进行了联合建模仿真,通过对不同负载情况下的调平运动过程的仿真对比,直观的反应了磨床伺服调平油缸组调平运行过程,并得出了系统的各类参数,例如压力、速度及位移曲线等。仿真结果表明,轨道板调平夹紧系统的调平时间较短、同步精度较高,仿真结果对实际工程运用有一定的参考价值。另外,本文还运用AMESim软件建立了同步油缸组模型,并结合仿真结果对影响系统同步精度的主要因素进行了分析,提出了一些提高同步精度的具体方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 液压同步回路的概念
• 1.2 液压同步控制的发展及现状
• 1.3 液压同步系统分类
• 1.4 液压同步控制方法
• 1.5 论文选题意义及研究内容
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 液压同步回路
• 2.1 液压同步回路基本问题
• 2.2 液压同步回路分析
• 2.2.1 同步阀控制液压同步回路
• 2.2.2 同步缸控制液压同步回路
• 2.2.3 同步马达控制液压同步回路
• 2.2.4 调速阀、节流阀控制液压同步回路
• 2.2.5 比例阀、伺服阀控制液压回路
• 2.2.6 数字阀控制液压回路
• 2.3 小结
• 第3章 CRTSⅡ型轨道板专用数控磨床液压系统
• 3.1 概述
• 3.2 CRTSⅡ型轨道板数控磨床
• 3.2.1 结构组成
• 3.2.2 液压系统
• 3.2.3 轨道板调平夹紧系统
• 3.3 调平夹紧系统构成及作用
• 3.3.1 同步油缸组
• 3.3.2 伺服调平油缸组
• 3.3.3 辅助支承油缸组
• 3.3.4 侧向夹紧定位油缸组
• 3.3.5 侧向保压夹紧油缸组
• 3.4 压力传感器
• 3.5 工作过程
• 3.5.1 轨道板运动过程
• 3.5.2 液压系统工作过程
• 3.6 小结
• 第4章 伺服同步油缸系统模型
• 4.1 轨道板数学模型
• 4.1.1 轨道板受力模型
• 4.1.2 力矩平衡模型
• 4.2 伺服油缸组数学模型
• 4.2.1 伺服阀数学模型
• 4.2.2 液压缸数学模型
• 4.2.3 闭环传递函数
• 4.2.4 仿真参数计算
• 4.3 伺服同步系统的控制
• 4.3.1 控制方案
• 4.3.2 PID控制原理
• 4.3.3 PID控制算法
• 4.3.4 PID控制器设计
• 4.4 小结
• 第5章 伺服调平油缸组AMESim与ADAMS联合仿真
• 5.1 仿真原因及仿真对象
• 5.2 AMESim与ADAMS软件联合仿真原因
• 5.3 AMESim与ADAMS联合仿真实现过程
• 5.4 仿真模型的建立
• 5.5 仿真结果分析
• 5.6 小结
• 第6章 同步油缸组系统误差分析
• 6.1 误差来源
• 6.2 同步油缸组模型
• 6.3 影响参数分析
• 6.3.1 负载变化
• 6.3.2 阻力
• 6.3.3 其他影响液压同步精度的因素
• 6.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间主要贡献