斗轮机斗轮直驱式液压系统静动态特性分析与设计

论文摘要

斗轮堆取料机是现代化生产中常用的一种连续堆取料机械,目前在码头、冶金、发电厂、钢铁厂等散料装卸的场合得到了广泛的应用。斗轮堆取料机中斗轮是实现其取料的关键设备,斗轮机斗轮的合理驱动对斗轮机来说极为重要。直驱式容积控制系统是近十几年快速发展起来的,目前在国外已得到了广泛的应用。与传统的阀控系统与泵控系统相比,直驱式容积控制系统有节能、效率高等诸多优点。考虑到直驱式容积控制系统的优势,本论文针对斗轮机斗轮所需要达到的技术参数,研究并设计了斗轮机斗轮直驱式容积控制系统。论文设计了斗轮机斗轮直驱式液压系统,包括系统原理图的设计和相关机械结构的设计,其中阀块的设计也简化了系统的结构;建立了各个环节的数学模型,从而得到了斗轮机斗轮直驱式容积控制系统的数学模型;通过PID控制使系统使得系统有一定的幅值裕量和相位裕量;分析了系统的频宽、响应速度、稳定精度等技术参数;分析了系统中主要参数的变化对系统性能的影响,并进行了计算机仿真研究。交流电机与直流电机相比具有结构简单、运行可靠、维修方便等优点,在工业生产中得到了广泛的应用。本设计中对异步电机的速度控制是实现马达速度控制的关键。论文中对交流异步电机先采用了变频变压控制方式并进行了数学建模与计算机仿真,然后对交流电机的控制又采用了矢量控制方式并将其应用于斗轮速度的控制,搭建了Simulink仿真模型并进行了计算机仿真研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 传统阀控系统、泵控系统与直驱式容积控制系统的比较
• 1.3 国内外的研究现状
• 1.3.1 国内外对斗轮机的研究现状
• 1.3.2 国内外对直驱式容积控制系统的研究现状
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 直驱式容积控制系统设计
• 2.1 引言
• 2.2 直驱式容积控制系统构成及工作原理
• 2.3 直驱式容积控制系统设计计算
• 2.3.1 直驱式容积控制系统相关元器件的选型计算
• 2.3.2 直驱式容积控制系统相关结构设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 直驱式容积控制系统建模与仿真研究
• 3.1 引言
• 3.2 交流异步电机调速系统的数学模型
• 3.2.1 交流异步电机的V/f 调速方式
• 3.2.2 变频器环节数学模型的建立
• 3.2.3 交流异步电机数学模型的建立
• 3.3 泵控马达动力机构的数学模型
• 3.3.1 泵控马达动力机构数学模型的建立
• 3.3.2 系统参数对泵控马达动力机构动态性能影响
• 3.4 斗轮机斗轮直驱式容积控制系统的数学模型
• 3.5 斗轮机斗轮直驱式容积控制系统的特性分析
• 3.5.1 系统稳定性分析
• 3.5.2 系统闭环频率特性分析
• 3.5.3 系统参数变化对系统动态性能的影响
• 3.5.4 系统误差分析
• 3.6 系统仿真分析
• 3.6.1 未加载时系统仿真分析
• 3.6.2 加载时系统仿真分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 异步电机矢量控制调速系统的设计与仿真
• 4.1 引言
• 4.2 矢量控制基本原理
• 4.3 坐标变换
• 4.3.1 静止坐标系间的变换
• 4.3.2 旋转与静止坐标系间的变换
• 4.4 三相异步电机的数学模型
• 4.4.1 三相静止坐标系下三相异步电机数学模型
• 4.4.2 矢量控制系统等效电机数学模型
• 4.4.3 矢量控制系统的基本方程
• 4.5 矢量控制调速系统的设计与仿真
• 4.5.1 电流指令运算器与正余弦发生器的设计
• 4.5.2 转子磁链观测器的设计
• 4.5.3 三相静止电流变两相静止电流模块
• 4.5.4 两相电流到两相电压模块
• 4.5.5 速度控制器的结构设计
• 4.5.6 转差频率ωs 运算模块
• 4.5.7 其它相关结构的设计
• 4.5.8 矢量控制调速系统的仿真
• 4.5.9 矢量控制调速系统应用于斗轮驱动
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢