液压挖掘机功率匹配研究

论文摘要

液压挖掘机是当前土石方工程作业中使用量最大的工程机械之一,它在工程机械中占有很大的市场,如何提高其功率利用能力,提高作业效率,一直是科技人员研究的热点和方向。国外液压挖掘机控制技术应用主要体现在对柴油发动机、液压泵系统综合控制上,同时体现在控制系统的有效性、可靠性上。本文结合国产液压挖掘机的现状,进行柴油发动机与液压系统功率匹配控制的研究,同时对控制系统的控制算法及系统可靠性进行研究。论文从以下几个方面展开1.提出液压挖掘机功率匹配控制方案。在分析液压挖掘机动力系统与液压系统的基础上,对液压挖掘机泵控系统进行了深入研究,提出液压挖掘机功率匹配控制方案。2.液压挖掘机变量泵控制阀及伺服机构的理论研究。电比例减压控制阀及伺服机构是功率匹配控制的关键部件,本文对变量泵伺服控制机构进行了深入的讨论,并分析了控制特性。3.液压挖掘机功率匹配控制算法的研究。通过对控制对象的分析,以发动机调速系统及电控变量泵作为主要控制对象,提出了功率匹配控制算法,并利用MATLAB/SIMULINK进行仿真分析。4.针对液压挖掘机总体控制要求,开展控制系统软、硬件的研究,并对电子电路及系统抗干扰能力进行深入探讨,提出了提高可靠性及抗干扰能力的思路。5.实验研究与分析。设计了功率匹配实验方案；选取两台动力和液压系统相同配置的挖掘机,一台配装电控泵,另一台配装非电控泵,通过对比在相同工况的工作状态,验证了本文提出的功率匹配控制系统的有效性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 液压挖掘机技术简介
• 1.3 液压控制技术简介
• 1.4 本文研究工作内容
• 第二章 液压挖掘机功率匹配及控制技术
• 2.1 挖掘机结构及工作原理简介
• 2.2 挖掘机动力系统特性分析
• 2.3 挖掘机液压系统功率调节特性分析
• 2.4 系统功率匹配机理研究
• 第三章 液压泵功率控制机理研究
• 3.1 挖掘机液压系统结构分析
• 3.2 川崎负流量控制液压系统结构及特点
• 3.3 变量泵的结构分析
• 3.4 电控变量泵恒功率控制特性分析
• 3.5 电控变量泵的排量调节伺服机构特性分析
• 第四章 控制系统设计及算法研究
• 4.1 系统硬件总体设计
• 4.2 控制系统硬件设计
• 4.2.1 主控制器设计
• 4.2.2 油门控制系统设计
• 4.2.3 发动机油门位置的预设
• 4.2.4 转速测量系统设计
• 4.2.5 压力测量系统设计
• 4.2.6 系统数字滤波设计
• 4.2.7 系统抗干扰设计
• 4.2.8 控制器的外壳防护设计
• 4.3 控制系统的程序设计
• 4.3.1 主程序设计
• 4.3.2 功率匹配算法控制模块程序设计
• 4.3.3 转速测量程序设计
• 4.3.4 电流测量程序设计
• 4.4 控制系统的算法设计
• 4.4.1 PID控制算法研究
• 4.4.2 模糊控制算法研究
• 4.4.3 泵控制系统的仿真
• 4.4.4 实际执行控制算法
• 第五章 系统实车测试验证
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验方案
• 5.3 装机测试结果与分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 课题展望
• 参考文献
• 作者简历