150MN桥梁支座试验机横摆液压加载系统研究

摘要

横摆液压加载系统作为150MN桥梁支座试验机的一个子系统，主要是为桥梁支座试验提供横向摆动的模拟载荷。本文以横摆液压加载系统为研究对象，首先分析了横摆加载系统低频、大行程的特点，对系统进行设计计算，并确定所需液压元件和液压系统回路，形成液压系统原理图，然后利用经典控制理论的方法，分析各个部件的状态方程，建立比例溢流阀和比例减压阀的传递函数模型及对应阀控液压系统的数学模型，并利用MATLAB软件对系统模型进行了动态分析。 根据自动控制理论，本文设计了该系统的PID控制器，对建立的比例溢流阀控液压系统和比例减压阀控液压系统进行系统校正，改善校正前系统存在超调量大、调整时间较长的问题，以期达到试验机设计要求。经过对系统的频域和时域分析比较，最终确定该横摆液压加载系统采用比例减压阀作为压力控制阀是比较合理的方案。 本文最后针对比例减压阀控的横摆液压加载系统双缸同步问题，首先在AMESim软件中建立了比例减压阀的HCD模型，然后建立了加载系统刚性同步和采用模糊控制的主从式同步的AMESim模型，利用AMESim软件与MATLAB/Simulink之间接口进行了联合仿真，该仿真表明，采用模糊控制的主从式同步的横摆液压加载系统能取得了良好的同步效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的背景及意义

1.1.1课题的背景

1.1.2课题的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1液压机技术发展与现状

1.2.2液压仿真技术发展与现状

1.3本文研究内容及方法

第2章横摆液压加载系统的设计

2.1试验机横摆液压加载系统简介

2.2试验机横摆液压加载系统的设计要求

2.3试验机横摆液压加载系统原理图设计

2.4试验机横摆液压加载系统的设计

2.4.1横摆加载系统液压缸最大伸出速度的计算

2.4.2横摆液压加载系统负载特性的分析

2.4.3横摆液压加载系统参数的确定

2.4.4横摆液压加载系统元件选型

2.4.5液压泵站的设计

第3章横摆液压加载系统建模

3.1横摆液压系统加载原理

3.1.1电液力加载系统

3.1.2电液比例加载系统和电液伺服加载系统的比较

3.2比例溢流阀控加载系统建模

3.2.1比例溢流阀的模型

3.2.2比例溢流阀控液压加载系统模型

3.3比例减压阀控加载系统建模

3.3.1比例减压阀的模型

3.3.2比例减压阀控液压加载系统

第4章横摆液压加载系统的动态分析

4.1系统参数的估定及动态方程式

4.1.1系统参数的估定

4.1.2系统的动态方程

4.2系统的动态分析

4.2.1系统的稳定性分析

4.2.2系统的频率响应特性

4.2.3系统的时域响应特性

4.3系统的校正与比较

4.3.1 PID校正器的串联设计

4.3.2校正后系统的分析

第5章基于AMESim/Simulink的横摆液压加载系统同步仿真

5.1建模仿真软件AMESim

5.1.1 AMESim的简介

5.1.2 AMESim的相关模型介绍

5.1.3 AMESim与MATLAB的接口设置

5.2横摆液压同步系统的建模

5.2.1比例减压阀的建模

5.2.2比例减压阀超级元件的封装

5.3横摆液压系统的同步系统

5.3.1横摆液压加载系统刚性连接分析

5.3.2同步系统的模糊控制

5.3.3采用模糊控制的同步系统

结论与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文