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地毯发泡机液压系统及泵控缸速度控制系统研究

作 者: 宋克俊
导 师: 王野牧
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 电液比例控制 泵控缸 地毯发泡机 Matlab/Simulink数字仿真 变量泵
分类号: TS106.76
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


汽车地毯发泡机是汽车地毯生产过程中一种必需的设备,由于其连续运转时间长、节奏性强、可靠性要求高、负载状况复杂,所以对液压系统的要求较高。该汽车地毯发泡机的液压系统为通过比例变量泵控制液压缸的速度控制系统,即泵控缸速度控制系统。泵控缸速度控制系统因其效率高、发热小、寿命长、响应速度快的优点,适用于高压、大流量的应用场合,在军用和民用领域均有应用。随着技术进步,电液比例技术作为计算机与泵控缸速度控制系统连接的接口,被广泛应用在工业领域。为提高泵控缸系统的工作能力,就要从控制理论角度研究系统的结构和控制策略。本文首先介绍了电液比例技术及比例变量柱塞泵的发展概况,以及它们在工业领域中应用的优势,并对电液比例控制系统的应用现状做了总结。接着研究了地毯发泡机的液压系统及其电气控制系统。深入研究分析了泵控缸速度控制系统的调速原理,研究了电液比例变量柱塞泵控制液压缸的速度控制系统所遵循的物理规律,并建立该系统的数学模型。依据系统数学模型,利用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型,并进行了仿真,得到了不同状态变量的曲线。仿真结果表明系统具有良好的动态性能,达到了生产汽车地毯的工艺要求,说明该系统的控制策略是合理的、可行的。通过对电液比例泵控缸速度系统的研究和建模仿真,从理论上达到了其控制的要求,为地毯发泡机的液压系统的研制提供了理论依据,对结构参数的选取有一定的现实指导作用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 引言  10-11
  1.2 电液比例技术在国内外的研究动态及发展概况  11-14
  1.3 电液比例轴向变量柱塞泵在国内外的研究动态及发展概况  14-16
  1.4 论文研究背景及意义  16
  1.5 本论文研究的主要内容  16-18
第二章 地毯发泡机的设计  18-37
  2.1 地毯发泡机的工作流程及主要技术指标介绍  18-20
    2.1.1 地毯发泡机的工作流程介绍  18-19
    2.1.2 地毯发泡机的主要技术指标  19-20
  2.2 液压系统的设计  20-29
    2.2.1 液压系统的设计计算  20-23
    2.2.2 液压系统总体方案设计  23-27
    2.2.3 上模架控制原理说明  27-28
    2.2.4 下模架控制原理说明  28-29
    2.2.5 锁紧缸控制原理说明  29
  2.3 电气控制系统设计  29-37
    2.3.1 电气控制系统硬件介绍  29-35
    2.3.2 控制程序的设计  35-37
第三章 泵控缸速度控制系统数学模型的建立  37-55
  3.1 斜轴式轴向柱塞电控比例变量泵的数学模型的建立  38-42
    3.1.1 变量泵的流量连续性方程  38
    3.1.2 比例放大器的建模分析  38-39
    3.1.3 电液比例电磁铁建模分析  39
    3.1.4 泵变量机构的数学模型的建立  39-42
  3.2 外控外泄式顺序阀的数学模型的建立  42-44
    3.2.1 先导阀的数学模型的建立  43
    3.2.2 主阀的数学模型的建立  43-44
    3.2.3 主阀数学模型与先导阀数学模型的结合  44
  3.3 齿轮齿条摆动液压缸的数学模型的建立  44-46
  3.4 系统的综合数学模型的建立  46-47
  3.5 系统的传递函数  47-51
    3.5.1 泵的变量机构的传递函数  47-49
    3.5.2 泵控齿轮齿条摆动缸的传递函数  49-50
    3.5.3 速度控制系统的传递函数  50-51
  3.6 泵控缸速度控制系统的状态方程  51-55
    3.6.1 斜轴式轴向柱塞电控比例变量泵的状态方程  51
    3.6.2 外控外泄式顺序阀的状态方程  51-52
    3.6.3 系统的综合状态方程  52-55
第四章 泵控缸速度控制系统的仿真与分析  55-73
  4.1 Matlab及其子模块Simulink仿真软件介绍  55-57
    4.1.1 Matlab及其子模块Simulink仿真软件简介  55
    4.1.2 计算机仿真软件 Matlab 的特点  55-56
    4.1.3 计算机仿真软件 Simulink 的特点  56-57
  4.2 斜轴式轴向柱塞电控比例变量泵的仿真与分析  57-61
    4.2.1 参数的确定  57
    4.2.2 变量泵的仿真与分析  57-61
  4.3 外控外泄式顺序阀的仿真与分析  61-66
    4.3.1 参数的确定  61-62
    4.3.2 顺序阀的仿真与分析  62-66
  4.4 系统的综合仿真与分析  66-70
    4.4.1 参数的确定  66-67
    4.4.2 系统的综合仿真与分析  67-70
  4.5 系统的稳定性分析  70-73
第五章 结论  73-74
参考文献  74-76
附图A 泵控缸速度控制系统数学模型仿真图  76-77
在学研究成果  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 一般性问题 > 混纺织物 > 装饰织物 >
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