高空作业车电液比例调平系统仿真研究

摘要

工作平台调平技术是高空作业车特有的关键技术之一，随着高空作业的高度增大，对调平系统的各项性能要求就越严格。本文以北京京城重工GTBZ系列30米自行伸缩臂式高空作业车为背景，实现了电液比例调平系统的仿真研究，提出了结合多种软件对电液调平系统进行机械、液压以及控制整体模型建立的方法，通过对数学模型的分析以及试验数据的对比，验证了该模型的正确性。通过对仿真模型参数的改变，得出影响工作平台角度偏差的因素，为产品的设计提供了方法和理论依据。本文主要从以下方面进行研究： (1)研究多种调平机构及其液压系统，并对30米高空作业车电液调平系统进行了匹配计算和元件选型。 (2)根据电液比例基本理论，运用传递函数方法研究并建立了电液比例调平系统数学模型，采用频域分析方法确定系统的稳定性，并讨论了影响系统动态特性品质的各个因素。 (3)电液比例调平系统联合仿真的研究。通过MSC-ADAMS软件建立了调平系统的机械和液压模型，将该模型调用到Matlab/Simulink环境下建立了电液闭环控制，实现了机械。液压．控制的电液比例调平系统动力学仿真。 (4)仿真分析了影响工作平台角度偏差的主要因素，为设计提出了一些具有实际参考价值的建议，并将仿真结果与双油缸串联调平方式进行了对比分析。 (5)通过对调平系统试验的研究，将采集的试验数据与仿真结果进行了对比，验证了仿真模型的合理性，同时也说明了采用多软件联合仿真进行分析的可行性，为高空作业车向更大高度的研发提供了科学便捷的途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1高空作业车发展综述

1.1.1概述

1.1.2高空作业车发展现状

1.1.3与国外的差距

1.2电液比例技术及其在本课题中的应用

1.2.1电液比例技术发展概况

1.2.2电液比例控制的特点及应用

1.2.3电液比例位置控制系统特点及原理

1.3系统仿真建模的几种主要方法

1.4本文研究工作主要内容

1.4.1选题的背景和意义

1.4.2 工作内容

1.5本文的组织安排

2高空作业车液压系统特点及调平系统原理

2.1高空作业车液压系统组成及特点

2.2调平机构分类及液压原理

2.3调平系统的关键问题

2.4本章小结

3液压系统匹配设计

3.1液压动力元件和负载的匹配

3.1.1匹配概述

3.1.2匹配方法

3.2调平系统负载及速度的确定

3.2.1调平油缸负载速度的确定

3.2.2调平油缸负载力的确定

3.3调平系统参数匹配

3.3.1调平液压油缸参数确定

3.3.2电液比例阀的类型和规格

3.3.3倾角传感器的选择

3.4本章小结

4电液比例调平系统建模分析

4.1 Matlab/Simulink软件简介

4.1.1概述

4.1.2 Simulink仿真模型的建立

4.1.3仿真环境的设置

4.2基于Simulink调平模型的建立

4.2.1电液比例调平系统模型的建立

4.2.2系统稳定性分析

4.2.3仿真分析

4.3高空作业车液压机构软件设计

4.3.1软件功能的实现

4.3.2 VB.NET和Matlab混合编程机理

4.3.3实例分析

4.4本章小节

5电液比例调平系统机-液耦合仿真

5.1 ADAMS简介和理论基础

5.2系统建模

5.2.1机械模型的建立

5.2.2液压模型的建立

5.2.3 ADAMS与Matlab/Simulink联合仿真的实现

5.3系统仿真及结果分析

5.3.1臂架启动斜坡对平台角度偏差的影响

5.3.2臂架运动速度对平台角度偏差的影响

5.3.3载荷对平台角度偏差的影响

5.3.4液压管路长度对平台角度偏差的影响

5.4与双缸串联调平方式对比

5.5仿真结果与试验对比

5.5.1试验目的

5.5.2试验设备

5.5.3试验结果与误差分析

5.6本章小节

结论

参考文献

附录A调平机构Matlab仿真程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢