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折叠式高空作业车动力学分析及残留振荡抑制方法研究

作　者: 王富亮
导　师: 熊静琪
学　校: 电子科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 折叠式高空作业车稳定性分析拉格朗日方程输入整形技术柔性地基
分类号: TH211.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 85次
引　用: 1次
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内容摘要

高空作业车是当今广泛应用在市政、园林、电力、消防、航空等行业的专用设备之一。随着我国经济的迅猛发展,对其的需求量越来越大,对其性能的要求也越来越高。但是目前国内高空作业车的开发能力、产品规模和质量都与国外有相当大的差距。而随着我们加入WTO,高空作业车在国内国际市场上竞争更激烈。因此,研究和探索高空作业车的动力学特性和作业平台的残留振荡的抑制,以便设计和生产出作业高度更高、操作更平稳可靠的高空作业车是当前最为紧迫的课题。本课题以应用广泛的折叠式高空作业车作为研究对象,鉴于实际工况中作业车存在的问题,首先对其进行了水平面上稳定性和作业稳定性分析,研究了一些重要结构参数对作业车稳定性的影响程度。其次,当作业臂做加速上升或下降运动时,作业平台会产生强烈的振动,因此有必要对折叠式高空作业车进行动力学分析。本文运用分析动力学法对折叠式高空作业车的作业平台进行动力学分析,即运用拉格朗日方程法对作业平台建立起了动力学模型,研究了在Bang-Bang输入下作业平台的动态特性,运用一种鲁棒性开环控制方法,即输入整形方法,对系统输入进行整形控制,通过数字仿真实验验证了此种方法对抑制作业平台摆动的有效性。最后,对基于柔性地基作业的折叠式高空作业车系统进行动力学分析,利用拉个朗日方程法建立了系统的非线性动力学方程。数值仿真了所考虑的折叠式高空作业车系统在作业时的摆动情况。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-20
  1.1 前言  10-11
  1.2 课题背景  11-12
  1.3 折叠式高空作业车稳定性的研究现状  12-13
  1.4 柔性系统振动抑制的研究现状  13-15
  1.5 输入整形技术  15-17
    1.5.1 输入整形的基本原理  15-16
    1.5.2 输入整形技术的应用  16-17
  1.6 地基柔性对机械系统动态响应影响的研究现状  17-18
  1.7 本文研究的主要内容  18-20
第二章折叠式高空作业车稳定性分析  20-37
  2.1 水平面上静态稳定性分析  20-33
    2.1.1 物理模型及方法描述  20-23
    2.1.2 质点的坐标计算  23-26
    2.1.3 水平面上静态稳定性计算分析  26-30
    2.1.4 转台安装位置对水平面上稳定性的影响  30-31
    2.1.5 支腿横向跨距对水平面上稳定性的影响  31-32
    2.1.6 上、下臂质量对水平面上稳定性的影响  32-33
  2.2 作业稳定性分析  33-36
    2.2.1 下作业臂紧急制动对稳定性的影响  34-35
    2.2.2 上臂紧急制动对稳定性的影响  35-36
  2.3 本章小结  36-37
第三章高空作业车作业平台残留振荡研究  37-48
  3.1 系统建模的力学原理介绍  38-41
    3.1.1 拉格朗日方程  38-40
    3.1.2 拉格朗日方程的形式  40-41
  3.2 作业平台动力学微分方程的推导  41-44
    3.2.1 作业平台的能量计算  41-43
    3.2.2 作业平台动力学微分方程  43
    3.2.3 作业平台振动固有频率  43-44
  3.3 折叠式高空作业车的输入  44-46
  3.4 作业平台残留振荡研究  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章输入整形器设计及防摆控制研究  48-59
  4.1 输入整形器概述  48-50
  4.2 鲁棒输入整形器  50-51
  4.3 正输入整形器  51-52
  4.4 负输入整形器  52-54
  4.5 本系统输入整形器设计  54-56
    4.5.1 本系统正输入整形器  55
    4.5.2 本系统负输入整形器  55-56
  4.6 基于EI 整形器的防摆控制  56-58
  4.7 本章小结  58-59
第五章地基模型研究  59-64
  5.1 Kelvin-Voigt 模型  59-60
  5.2 Zener 模型  60-61
  5.3 Burgers 模型  61-62
  5.4 受载土壤应变实验  62-63
  5.5 本章小结  63-64
第六章柔性地基对高空作业车动态稳定性的影响  64-75
  6.1 运动系统模型  64-65
  6.2 系统运动动态方程  65-70
    6.2.1 系统的动能  65-68
    6.2.2 系统的势能  68-69
    6.2.3 系统的耗散能  69
    6.2.4 拉格朗日方程  69-70
  6.3 系统动态仿真  70-74
  6.4 本章小结  74-75
第七章结论与展望  75-77
  7.1 结论  75
  7.2 折叠式高空作业车动态特点研究展望  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-82
附录  82-86
在攻硕期间取得的研究成果  86-87

折叠式高空作业车动力学分析及残留振荡抑制方法研究

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