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重型工程运输车行走驱动控制系统的研究与实现

作　者: 汪星刚
导　师: 盛步云
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 重型工程运输车静液压传动行走驱动控制 RC6-9微控制器
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 389次
引　用: 7次
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内容摘要

重型工程运输车属于重型工程机械,广泛应用于船舶建造、路桥建设等领域,是大型物件搬运过程中必不可少的专用设备。它采用全液压驱动,并配有现代的微电控制系统,是一种“机、电、液”一体化的新型工程机械。液压驱动及控制技术在现代工程机械中发挥了越来越重要的作用,如何有效地发挥液压控制技术在提高工程机械整机的控制性能、可靠性等方面的作用,是工程机械行业必须面对的课题。本文首先比较了行走机械的几种传动形式,采用了静液压驱动的传动形式。接着分析了静液压传动的液压原理、静液压传动液压元件的控制方式和汽车行驶理论基础,主要解决了以下控制问题:(1)车辆在不同工况下行驶时,选择不同速度的整车调速控制;(2)车辆转弯时,为确保车轮实现纯滚动,而使各驱动轮按设定规律运动的差速控制;(3)车辆从一坡度过度到另外一坡度时,使每个驱动桥实现同步的桥间差速控制。本文提出了重型工程运输车的行走驱动系统的总体控制方案,行走驱动系统主要是对一台行走主泵的调速控制和对八个行走马达的差力控制,着重讨论了实现该控制方案的硬件与软件实现问题:(1)系统硬件电路采用RC6-9微控制器作为主控制器,各个控制器、显示器之间基于CAN总线进行数据通信,实现系统的多任务协同控制;(2)系统软件主要包括整车调速模块和打滑判断模块,分别实现整车调速控制和差力差速控制,此外,系统中还设计了人机显示界面,以实现对运输车运行状态的实时监控和诊断。最后,本文总结了研究的主要结论,并指出了进一步研究的方向和发展趋势。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论人  9-14
  1.1 国内外研究现状与发展趋势  9-12
    1.1.1 液压传动及控制技术  9-10
    1.1.2 电子液压技术与工程机械智能化  10-12
  1.2 论文的目的与意义  12-13
  1.3 论文的主要研究内容  13
  1.4 论文的课题支撑  13-14
第二章静液压传动原理及控制技术  14-23
  2.1 几种传动方式的比较  14-16
    2.1.1 纯机械传动  14
    2.1.2 液力传动  14
    2.1.3 电力传动  14-15
    2.1.4 液压传动  15-16
  2.2 静液压传动原理  16-18
    2.2.1 静液压传动车辆的负载特性  16-17
    2.2.2 静液压传动原理  17-18
  2.3 液压驱动系统控制原理  18-23
    2.3.1 行走机械采用静液压传动的特点  18-20
    2.3.2 DA控制原理  20-23
      2.3.2.1 无级速度调节  21
      2.3.2.2 自动变矩驱动  21-22
      2.3.2.3 功率分配  22-23
第三章行走驱动控制系统方案设计  23-40
  3.1 运输车行走驱动控制技术要求  23-26
    3.1.1 运输车主要技术参数  23-24
    3.1.2 运输车运行工况分析  24-25
    3.1.3 运输车控制技术要求  25-26
  3.2 整车调速控制  26-30
    3.2.1 整车调速原理  26-27
    3.2.2 运输车行驶速度调节方法  27-30
  3.3 差力差速控制  30-34
    3.3.1 车辆行驶驱动理论基础  30-31
    3.3.2 差速控制  31-33
    3.3.3 差力控制  33-34
  3.4 控制的实现  34-40
    3.4.1 车轮打滑的检测  34-35
    3.4.2 控制规律  35-36
    3.4.3 变量泵控制  36-37
      3.4.3.1 电液比例阀  36
      3.4.3.2 电液比例控制工作原理  36-37
    3.4.4 变量马达控制  37-40
      3.4.4.1 系统工作原理  38-39
      3.4.4.2 系统动态特性  39
      3.4.4.3 控制算法  39-40
第四章行走驱动控制系统的硬件与软件实现  40-60
  4.1 控制器的选择  40-46
    4.1.1 可编程逻辑控制器(PLC)  40
    4.1.2 RC微控制器  40-41
    4.1.3 本系统控制器的选择  41-46
  4.2 系统硬件设计与实现  46-49
    4.2.1 CAN总线技术  46-47
    4.2.2 CAN总线型网络拓扑结构  47-48
    4.2.3 行走驱动微电控制模块  48-49
  4.3 系统软件设计与实现  49-56
    4.3.1 IEC 6113-3国际标准及PLC编程语言  49-51
    4.3.2 软件编程环境BODAS  51-53
    4.3.3 控制系统的软件实现  53-56
  4.4 人机显示界面设计与实现  56-60
    4.4.1 DI2图形显示器  56-57
    4.4.2 显示界面设计与实现  57-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 总结  60
  5.2 展望  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66

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