高空作业车整车电液自动调平控制系统的研究

摘要

本文针对具有四路执行机构的阀控缸电液位置闭环控制系统的特点，通过对调平系统的自动控制策略研究、理论建模、仿真分析及实验研究，以杭州爱知车辆有限公司SN15B系列高空作业车为背景，实现了对高空作业车整车平台的阀控缸电液位置闭环控制系统的高精度自动调平。单向升调平控制策略将应用于整车平台电液自动控制系统。
　　首先，按照高空作业车整车平台调平装置的实际需求完成了电液自动调平控制策略，设计了水平支腿和垂直支腿的操作顺序，证明了在斜坡上停车的稳定性，并按照四点式单向升调平控制策略，手动调平高空作业车整车平台。
　　其次，运用液压系统功率匹配方法，从阀控缸驱动参数优化计算出发，对电液调平系统进行了匹配和关键元件的选型。
　　接着，根据电液比例控制技术基本理论，从流体力学的流量方程、连续性方程、力平衡方程入手，基于经典传递函数法建立了电液比例阀控非对称液压缸系统数学模型。借助Matlab仿真软件，采用频域分析方法证明系统的稳定性，并将该模型在Simlink环境下建立了闭环控制系统，实现了电液比例调平控制系统的动态仿真与分析。
　　最后，设计并建立了高空作业车整车电液自动控制系统实验及性能测试平台，进行了性能测试与实验研究。结果表明:对于高空作业车整车平台调平系统来说，单向升调平自动控制策略是可行的，其调平精度控制在0.3°以内，调平时间小于1min，保持稳定状态8h，为四点式电液自动调平控制奠定了坚实的基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 高空作业车发展综述

1．1．1 高空作业车概述

1．1．2 高空作业车发展现状

1．2 电液调平技术在本课题中的应用

1．2．1 电液调平技术发展概况

1．2．2 电液调平技术的控制原理及特点

1．3 四点式电液自动调平方式关键问题

1．3．1 电液调平系统方案

1．3．2 双轴倾角传感器

1．3．3 自动调平控制策略

1．3．4 电液闭环控制系统

1．4 课题的研究意义和研究内容

1．4．1 研究背景与意义

1．4．2 研究内容

1．5 本章小结

第2章 电液自动调平控制策略的研究

2．1 概述

2．2 调平控制策略

2．2．1 垂直支腿的动作顺序

2．2．2 高空作业车坡道停车与调平支撑的稳定性

2．2．3 垂直腿的支撑与回收

2．2．4 坡道停车的方向与车架自动调平的控制策略

2．2．5 结论

2．3 手动调平实验与分析

2．4 本章小节

第3章 高空作业车下车液压系统特点与匹配

3．1 液压系统功率匹配

3．1．1 泵控缸匹配

3．1．2 阀控缸匹配

3．2 电液调平油缸速度的确定

3．3 电液调平系统参数匹配

3．3．1 调平液压油缸参数的确定

3．3．2 电液比例换向阀的相关参数

3．3．3 比例放大器的选型

3．3．4 倾角传感器的规格和参数

3．4 本章小节

第4章 电液比例调平控制系统建模与仿真

4．1 概述

4．2 Matlab软件与Simulink工具简介

4．3 电液比例调平系统的模型

4．3．1 电液比例方向阀传递函数

4．3．2 比例放大器与倾角传感器的传递函数

4．3．3 对称阀控非对称液压缸的传递函数

4．4 电液比例系统模型仿真

4．3．1 系统相关参数及计算

4．3．2 系统仿真与分析

4．5 本章小节

第5章 高空作业车整车电液调平控制系统实验研究

5．1 高空作业车调平系统原理与组成

5．2 高空作业车在平地上调平实验

5．2．1 双边调平实验

5．2．2 单边伸出调平实验

5．3 高空作业车在斜坡上调平实验

5．3．1 不加垫板调平实验

5．3．2 支腿加垫板调平实验

5．4 实验总结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果