潜孔钻机推进回转自适应系统模糊控制研究

论文摘要

推进回转自适应模糊控制系统的设计能有效提高潜孔钻机钻孔效率,起到节能作用。国内现有潜孔钻机的推进回转液压系统几乎没有根据负载的变化情况进行自动调控。本文针对潜孔钻机的工况需求,提出潜孔钻机钻孔作业时推进回转系统自适应方案,建立仿真模型并进行实验验证。本文首先阐述了国内外潜孔钻机的发展状况。其次分析了潜孔钻机液压系统原理并提出推进回转系统自适应方案,即将回转马达进口处的压力信号通过控制器实时调控推进回路上电液比例减压阀出口压力从而控制推进力的大小。接着针对新方案的提出,使用功率键合图法建立了潜孔钻机推进回转液压系统模型并在simulink中进行仿真分析。最后利用电液比例技术和模糊控制理论,通过实验验证钻孔作业时推进回转系统自适应方案的正确性与可行性。本文建立的潜孔钻机推进回转液压系统,能根据负载自动调节推进力的大小,改善了因推进力过小造成钻孔效率降低和因推进力过大加剧钻头磨损的不足,对潜孔钻机的系统改进和性能提高具有现实重要的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 潜孔钻机的发展
• 1.2.1 国外潜孔钻机的发展
• 1.2.2 国内潜孔钻机的发展
• 1.3 潜孔钻机推进液压系统的发展
• 1.4 本文研究意义及研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 钻孔作业时推进回转液压系统自适应方案研究
• 2.1 液压系统原理及组成
• 2.1.1 供油系统
• 2.1.2 推进回转液压系统
• 2.1.3 辅助系统
• 2.2 推进回转液压系统自适应方案
• 2.2.1 电液比例控制技术
• 2.2.2 推进回转液压系统自适应方案
• 2.3 本章小结
• 第三章 钻孔作业时推进回转液压系统的模型建立
• 3.1 液压系统建模的方法
• 3.1.1 解析法建模
• 3.1.2 状态空间法建模
• 3.1.3 功率键合图
• 3.2 主要元件键合图模型
• 3.2.1 液压泵与节流阀键合图模型的建立
• 3.2.2 溢流阀键合图模型的建立
• 3.2.3 多路阀键合图模型的建立
• 3.2.4 电液比例减压阀键合图模型的建立
• 3.2.5 液压马达键合图模型的建立
• 3.3 推进回转液压系统键合图模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 推进回转自适应系统模糊控制仿真分析
• 4.1 模糊控制理论
• 4.1.1 模糊控制器的构成
• 4.1.2 模糊控制器的设计
• 4.2 仿真模型建立
• 4.2.1 Matlab/Simulink简介
• 4.2.2 仿真参数的确定
• 4.2.3 仿真模型方框图
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 潜孔钻机推进回转自适应系统的实验研究
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验仪器
• 5.3 实验总体方案
• 5.4 实验结果分析
• 5.4.1 无外负载时实验结果和分析
• 5.4.2 模拟负载时实验结果和分析
• 5.4.3 实验与仿真结果对比分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间的主要研究成果