山地收割机电液负载敏感系统研究
这是一篇关于山地收割机,电液负载敏感系统,变压差控制,模糊PID,动态特性的论文, 主要内容为农业作为我国第一产业,是我国国民经济的基础,对促进我国经济发展有着重要地位。在我国耕地总面积中山地地区的耕地面积占比较大,收获环节作为农业生产过程中最后的一个环节,直接影响到粮食的产量,因此研发出一台适用于山地的收割机对我国农业发展具有重要意义。液压系统因其布局紧凑、输出力大等特点被广泛应用于收割机控制系统,由于普通的液压系统节能较差,设计成本较高,而液压系统设计的合理性会直接影响到收割机的工作效率。因此,本文采用负载敏感系统作为收割机液压控制系统,但考虑到传统的负载敏感系统采用机-液式反馈控制存在系统稳定性差且控制精度低等问题,故采用压力传感器传递压力信号,并将永磁同步电机作为动力源,采用变转速控制设计出一套山地收割机电液负载敏感系统,并在系统中采用了电子技术,保证山地收割机进行智能化作业。论文完成研究内容如下:(1)首先根据山地收割机实际功能需求,考虑到其成本以及实际应用问题,选用出合理的负载敏感系统设计方案,设计出山地收割机主要装置子系统回路,分析了山地收割机各子系统回路的液压原理,并且整合得到了山地收割机电液负载敏感系统原理总图。其次对山地收割机中主要的液压元件进行了计算、选型,并建立了数学模型,为后续的研究提供了理论基础。(2)为验证所设计的山地收割机液压系统的合理性,在基于山地收割机液压系统的工作原理基础上,搭建AMESim仿真模型,在该仿真模型基础上验证系统控制方案的可行性以及对主要元件进行模型验证,通过仿真实验对山地收割机电液负载敏感系统工作装置和行走装置在不同典型工况下的动态特性进行了研究,并进一步研究了在条件最为恶劣的爬坡作业工况下的动态特性。仿真结果表明,所设计的山地收割机液压系统可实现单泵驱动多执行机构执行复合动作,操控性和抗流量饱和性能较好。(3)为提升山地收割机液压系统的负载及速度适应性,采用两种变压差控制方式:1)Load Sensing(LS)主变压差;2)压力补偿阀变压差。通过仿真实验分别对系统采用这两种方案后的系统特性进行了研究。研究结果表明,山地收割机液压系统采用LS主变压差后可以提高系统的负载适应性、动态响应以及扩大系统速度调节范围;山地收割机液压系统采用压力补偿阀变压差控制后可以单独调节某一执行机构的速度,并能扩大其速度输出范围。(4)为提升山地收割机行走装置的行驶特性,在山地收割机液压系统行走装置原理基础上加入模糊PID算法实现了多路阀精确控制马达转速。在分析山地收割机行走装置工作原理的基础上搭建AMESim和Simulink联合仿真模型,将主从控制方式应用到该系统,对单侧马达回路转向工况和两侧马达回路直线行驶工况进行仿真研究。研究结果表明,对于单侧马达回路,在系统采用模糊PID控制后,相较于直接控制下,系统响应速度更快,超调量小,鲁棒性更好,转向特性较好;对于两侧马达回路,左侧行走液压马达的超调量为7.6%,右侧行走液压马达的超调量为11%,系统响应时间为0.7s,左、右侧行走液压马达达到目标转速后同步误差趋近于0,系统的同步性好,直线行驶特性良好;在两侧马达受到干扰后均能快速调稳,鲁棒性较好。
山地收割机电液负载敏感系统研究
这是一篇关于山地收割机,电液负载敏感系统,变压差控制,模糊PID,动态特性的论文, 主要内容为农业作为我国第一产业,是我国国民经济的基础,对促进我国经济发展有着重要地位。在我国耕地总面积中山地地区的耕地面积占比较大,收获环节作为农业生产过程中最后的一个环节,直接影响到粮食的产量,因此研发出一台适用于山地的收割机对我国农业发展具有重要意义。液压系统因其布局紧凑、输出力大等特点被广泛应用于收割机控制系统,由于普通的液压系统节能较差,设计成本较高,而液压系统设计的合理性会直接影响到收割机的工作效率。因此,本文采用负载敏感系统作为收割机液压控制系统,但考虑到传统的负载敏感系统采用机-液式反馈控制存在系统稳定性差且控制精度低等问题,故采用压力传感器传递压力信号,并将永磁同步电机作为动力源,采用变转速控制设计出一套山地收割机电液负载敏感系统,并在系统中采用了电子技术,保证山地收割机进行智能化作业。论文完成研究内容如下:(1)首先根据山地收割机实际功能需求,考虑到其成本以及实际应用问题,选用出合理的负载敏感系统设计方案,设计出山地收割机主要装置子系统回路,分析了山地收割机各子系统回路的液压原理,并且整合得到了山地收割机电液负载敏感系统原理总图。其次对山地收割机中主要的液压元件进行了计算、选型,并建立了数学模型,为后续的研究提供了理论基础。(2)为验证所设计的山地收割机液压系统的合理性,在基于山地收割机液压系统的工作原理基础上,搭建AMESim仿真模型,在该仿真模型基础上验证系统控制方案的可行性以及对主要元件进行模型验证,通过仿真实验对山地收割机电液负载敏感系统工作装置和行走装置在不同典型工况下的动态特性进行了研究,并进一步研究了在条件最为恶劣的爬坡作业工况下的动态特性。仿真结果表明,所设计的山地收割机液压系统可实现单泵驱动多执行机构执行复合动作,操控性和抗流量饱和性能较好。(3)为提升山地收割机液压系统的负载及速度适应性,采用两种变压差控制方式:1)Load Sensing(LS)主变压差;2)压力补偿阀变压差。通过仿真实验分别对系统采用这两种方案后的系统特性进行了研究。研究结果表明,山地收割机液压系统采用LS主变压差后可以提高系统的负载适应性、动态响应以及扩大系统速度调节范围;山地收割机液压系统采用压力补偿阀变压差控制后可以单独调节某一执行机构的速度,并能扩大其速度输出范围。(4)为提升山地收割机行走装置的行驶特性,在山地收割机液压系统行走装置原理基础上加入模糊PID算法实现了多路阀精确控制马达转速。在分析山地收割机行走装置工作原理的基础上搭建AMESim和Simulink联合仿真模型,将主从控制方式应用到该系统,对单侧马达回路转向工况和两侧马达回路直线行驶工况进行仿真研究。研究结果表明,对于单侧马达回路,在系统采用模糊PID控制后,相较于直接控制下,系统响应速度更快,超调量小,鲁棒性更好,转向特性较好;对于两侧马达回路,左侧行走液压马达的超调量为7.6%,右侧行走液压马达的超调量为11%,系统响应时间为0.7s,左、右侧行走液压马达达到目标转速后同步误差趋近于0,系统的同步性好,直线行驶特性良好;在两侧马达受到干扰后均能快速调稳,鲁棒性较好。
汽车起重机变幅液压系统及插装平衡阀的研究与分析
这是一篇关于变幅系统,AMESIM,动态特性,FLUENT,正交实验法,流场分析的论文, 主要内容为汽车起重机是现代工程施工中极其重要的设备,具有机动性能好、转移方便等特点,被广泛应用。汽车起重机主要采用液压传动,液压系统主要包括起升系统、伸缩系统、变幅系统、回转系统和支腿系统等子系统。其中变幅子系统控制着起重臂架的变幅,承担着液压缸、起重臂自重和负载,是汽车起重机液压系统中主要的子系统之一,在整个液压系统中起到了关键作用。在变幅液压系统工作过程中,液压缸承受负载下行时容易出现超速、稳定性能差等现象,不能够准确到位。本文对变幅液压系统进行研究分析及其优化,主要完成以下研究工作:(1)分析了汽车起重机变幅系统的工况和工作原理,通过对变幅系统的力学分析和载荷分析,结合对多种液压平衡回路的研究,设计出汽车起重机变幅液压系统,同时对液压缸等液压元件进行计算,并详细阐述插装平衡阀的优点和工作原理。(2)基于仿真软件AMESIM对平衡阀和变幅系统进行建模和仿真,进而对液压缸负重、平衡阀弹簧刚度及预紧力、控制阻尼孔和阀口锥角等主要参数对平衡阀及变幅系统的动态特性的影响进行了分析,为平衡阀和变幅系统的优化设计提供了有力的依据。(3)根据插装平衡阀的结构图和工作原理,通过三维建模软件Pro/E对内部流场进行建模,在FLUENT软件中进行对其内部流场仿真模拟,观察分析在不用锥角和不同开口量的情况下的速度云图和压强云图。结合正交实验法,得到影响平衡阀性能的重要因素的最佳的组合,进而对平衡阀和变幅系统的性能进行了优化。
数控机床结合面动态特性参数数据库管理系统设计与开发
这是一篇关于结合面,动态特性,数据库,神经网络的论文, 主要内容为数控技术关系到一个国家的工业水平和战略地位,是先进制造业的核心之一。研究表明,机床结合面对数控机床的动态特性影响巨大,国内对结合面研究与国外相比有很大差距,造成这方面差距的主要原因是在对数控机床结合面分析时缺少必要的数据库的支持。因此,建立机床结合面数据库管理系统对机床设计与研究具有重大的意义。 本文概括和总结了结合面的定义、种类和结合面动态特性的影响因素,介绍了结合面国内外的研究现状和方法,根据需求,对数控机床结合面特性数据库系统进行总体方案的设计与分析,包括体系结构的设计、流程分析,数据流图的分析和系统功能模块的划分,并阐述了系统开发的关键技术。将神经网络技术应用到结合面动态特性研究中,建立了预测结合面动态特性参数的BP神经网络模型。针对传统BP算法的收敛速度缓慢,容易陷入局部极小值的特点,同时又考虑到了遗传算法全局寻优的特性,本文提出了遗传算法和LM-BP两种不同的结合面特性神经网络模型,通过实际数据,验证所建立的结合面的神经网络模型的准确性。最后阐述了数据库可视化的实现方法,并利用VB和MATLAB完成了数据库的可视化的实现操作,并描述了系统的运行实例。 基于上述的分析研究,开发了一个采用C/S模式的结合面数据库管理系统,实例表明,该系统可以有效地指导机床设计,为机床的CAD/CAM分析奠定了扎实的基础。
超临界二氧化碳循环燃煤发电机组建模与仿真研究
这是一篇关于超临界二氧化碳,布雷顿循环,系统建模,动态特性的论文, 主要内容为与传统朗肯循环相比,超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环有着循环效率高、结构紧凑、污染物少的特点,具有较高的节能减排潜力,发展前景良好。因此,对SCO2发电机组相关动态运行特性进行仿真研究,对实际发电机组建设有着十分重要的意义。本文基于科研项目具体需求,建立了SCO2布雷顿循环燃煤发电机组的仿真模型,对机组启动及运行过程的动态特性进行了仿真研究,包括如下内容:首先,基于热力学、传热学、流体力学中质量守恒、能量守恒、换热方程等基本物理定律和公式,采用机理分析建模法建立了压缩机、涡轮机、过热器、回热器、冷却器等布雷顿循环关键设备数学模型。采用C语言编程调试,利用仿真支撑平台软件的算法管理功能入库,形成SCO2循环系统关键设备仿真算法库。然后,选择具有回热加热器的SCO2布雷顿循环系统作为研究对象,根据所设计的热力系统,在实时仿真系统Isimu上对各设备进行了组态调试,并将各设备进行连接,构成整个SCO2循环系统的仿真模型,依据设计参数对整个系统进行了调试,包括冷态工况设置、满负荷工况调试、动态特性调试,得到了可用于动态特性研究的SCO2循环系统实时仿真模型。最后,结合SCO2循环系统的特点和燃煤机组启停规程,设计了SCO2循环燃煤发电机组的启动规程,对冷态启动过程进行了研究,重点分析了在压缩机启动、升温、涡轮机冲转、升负荷、停机五大部分中各部件参数的动态特性,得到了相关参数的动态特性曲线,为SCO2循环燃煤发电机组设计及调试提供了研究平台。
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