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基于AMESim变转速泵控马达系统调速特性分析

作　者: 朱刘英
导　师: 彭天好
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 泵控马达 复合调速系统 AMESim PID控制 联合仿真
分类号: TH137.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 208次
引　用: 2次
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内容摘要


变转速液压技术作为一种新型的节能传动技术在很多领域都得到了广泛的应用,但是在实际应用中存在响应慢、控制特性差等问题,限制了其应用范围,认识变转速泵控马达调速系统的调速特性和规律是进一步发展变转速节能传动技术的重要理论基础。本文介绍了传统液压调速回路的特点；变转速液压技术研究概况；变转速泵控马达调速系统的组成和原理,以及系统中主要元件的技术规格参数及特性；仿真软件AMESim和PID控制的原理；AMESim和MATLAB联合仿真的原理和设置。对实验台的改造进行了设计,提出了两种改造方案,分析了各个方案的优缺点,确定将原来的测速装置改为同步带传动系统,便于对马达转速的实时检测,并对改造后系统中的相关零部件进行了设计和选型。在AMESim中建立了泵控调速系统、阀控调速系统和复合调速系统的仿真模型,提出了复合调速系统的控制策略,在此基础上对三种调速系统进行了仿真,并对仿真结果进行了分析。通过仿真分析知：闭环PID控制系统能够补偿系统因负载增大而引起的转速降落,当负载按一定规律变化时,系统稳定性较好,控制精度较高。复合调速系统能够减小因负载突变而引起的系统振荡,能够补偿因负载增加而引起的转速降落,并且系统恢复到稳态的时间最短,当负载按一定规律变化时,马达转速波动的幅度最小,系统的稳定性和控制精度得到进一步改善。基于AMESim和MATLAB两个软件的优点,建立了联合仿真模型,实现了AMESim和MATLAB联合仿真,在Simulink中构建了液压系统的控制器模型,由仿真结果知,与传统控制结构和方法相比,体现了变转速泵控马达复合调速系统的优越性。图[73]表[2]参[66]

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
引言  12-13
1 绪论  13-23
  1.1 传统液压调速回路及特点简介  13-15
    1.1.1 节流调速回路  13-14
    1.1.2 容积调速回路  14-15
  1.2 变转速液压技术概述  15-21
    1.2.1 变频控制方式及特点  15-17
    1.2.2 变转速液压技术简介  17-21
  1.3 课题主要研究内容及意义  21-22
    1.3.1 课题来源  21
    1.3.2 选题意义  21
    1.3.3 主要研究内容  21-22
  1.4 本章小结  22-23
2 变转速泵控马达试验系统  23-31
  2.1 变转速泵控马达试验系统原理  23-24
  2.2 变转速泵控马达试验系统组成  24-31
    2.2.1 变频器和电机  24-26
    2.2.2 液压系统元件  26-29
    2.2.3 相关检测元件和测量仪表  29-31
3 试验台马达测速方案设计  31-40
  3.1 试验室原有实验条件介绍  31-32
  3.2 改造方案的拟定  32-34
  3.3 马达测速方案的设计  34-39
    3.3.1 同步带传动系统设计  34-35
    3.3.2 NL8内齿形弹性联轴器的介绍与改进  35-37
    3.3.3 编码器的选定  37
    3.3.4 相关零件的设计  37-39
  3.4 本章小结  39-40
4 试验系统数学建模及AMESim仿真  40-70
  4.1 仿真软件AMESim简介  40-42
    4.1.1 AMESim简介  40-41
    4.1.2 AMESim在液压方面的应用  41-42
  4.2 PID控制简介  42-43
  4.3 变频器—电机环节数学建模  43-48
  4.4 泵控马达调速系统仿真分析  48-55
    4.4.1 泵控马达开环调速系统仿真分析  48-52
    4.4.2 泵控马达闭环调速系统仿真分析  52-55
  4.5 阀控马达调速系统仿真分析  55-62
    4.5.1 阀控马达开环调速系统仿真分析  56-59
    4.5.2 阀控马达闭环调速系统仿真分析  59-62
  4.6 复合调速系统仿真分析  62-69
  4.7 本章小结  69-70
5 AMESim和MATLAB联合仿真  70-80
  5.1 联合仿真的原理和优点  70-71
  5.2 联合仿真的设置  71-73
  5.3 AMESim和MATLAB联合仿真  73-75
    5.3.1 仿真系统的构成  73
    5.3.2 构建联合仿真模型  73-75
  5.4 系统控制器  75-77
  5.5 仿真与分析  77-79
  5.6 本章小结  79-80
6 结论  80-82
参考文献  82-86
致谢  86-87
作者简介及读研期间发表的学术论文  87

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 液压传动 > 液压元件 > 液压马达、液压缸和泵
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