轮腿式运载平台调平系统设计

摘要

轮腿式运载平台是一种利用轮腿复合运动方式通过非结构路面并具有自动调平功能的中小型工程机械。该平台主要面向水电建设施工、无人区农电网建设等工程行业。它能够帮助工作人员在坎坷道路上或山地间运送人员物资，或是为那些不具有自动调平功能却对工作地形有一定水平度要求的载负设备，在野外提供一个基础平台。由于本课题所设计的运载平台调平方式与常规设备的调平方式不同（油缸垂直向下伸出，直接与地面接触），如何确定合适的折叠支腿，将它的运动学模型与常规调平原理相结合，并能够较快的进行自动调平，是本文研究的主要问题。
　　本文在分析所要求的运载平台工作性能，结合现有常规调平原理，所设计的折叠支腿展开方向尽可能垂直向下；以折叠油缸受力最小为目标，以主要铰点之间的位置布置为变量，从结构的功能需求、给予连杆机构合理的布置空间为约束条件，对主要铰点布置进行了优化设计；确定主要结构参数，建立了油缸位移与折叠支腿展开方向在铅垂方向与水平方向位移之间的数学关系。对1/4液压调平系统，电液比例位置控制的非对称阀控非对称液压缸，建立数学模型，采用常规PID和模糊PID控制策略，在Simulnk中建立系统仿真模型，对比分析两种控制策略的控制效果。
　　研究结果表明，轮腿复合式折叠支腿，其结构受力合理，油缸负载平稳无冲击，折叠支腿伸展运动以垂直向下为主要运动方向，支腿最大摆动幅度仅为1.6°，能够结合现有调平原理进行调平控制。基于模糊PID控制策略的平台调平控制系统，在调平的速度、平稳性、响应快速准确性、抵抗外界干扰能力方面，强于传统PID控制。模糊PID控制算法应用于平台调平的控制系统是合理、可行的，对类似的阀控缸位置控制系统有重要的借鉴和参考价值。

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引言

1 绪论

1.1 轮腿式行走系统概述

1.2结构铰点的优化研究现状

1.3 调平系统的研究现状与控制方法

1.4 电液比例技术

1.5 主要研究内容与研究方法

2 轮腿式折叠支腿机构设计

2.1 运载平台调平原理分析

2.2 轮腿式折叠支腿机构介绍

2.3 主动折叠臂受力分析

2.4 从动折叠臂受力分析：

2.5 立柱受力分析

2.6 折叠臂折叠机构受力分析

2.7 本章小结

3 运载平台轮腿折叠机构铰点优化设计

3.1优化设计问题基本概念

3.2 折叠支腿优化数学模型的建立

3.3 优化算法

3.4 优化分析

3.5 本章小结

4 液压系统的建模与分析

4.1 非对称阀控非对称缸机构的数学模型

4.2 电液比例位置控制系统建模与分析

4.3 加入常规PID控制器的系统模型与分析

4.4 本章小结

5 基于模糊PID控制的系统建模与仿真

5.1 模糊PID控制原理

5.2 模糊PID控制器设计与建模

5.3 基于模糊PID控制的系统仿真

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 课题展望

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著