气力卸船机臂架液压及其控制系统的研究

• 作 者: 耿圣陶
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 臂架系统 液压系统 控制系统 负载敏感 节能降耗 电液比例 PID控制

气力卸船机是港口装卸散装物料的最常用设备之一,其中多自由度臂架系统主要用于气力卸船机吸嘴装置的牵引和支撑,是决定气力卸船机工作性能的核心部分。本文以气力卸船机臂架液压和控制系统为主要对象开展研究设计工作。对于气力卸船机臂架液压系统,本文首先分析了多自由度臂架的基本工况,据此提出了气力卸船机臂架液压系统设计的性能要求；其次,对传统的臂架液压系统进行了分析、研究,指出了其具有发热量高、效率低、易低频抖动等缺点；再次,针对传统臂架液压系统上述缺点,本文引入了阀负载敏感系统,重新设计了气力卸船机臂架液压系统；最后,采用AMESim软件对新设计的臂架液压系统进行了建模和仿真,验证了新型臂架液压系统的合理性和可行性。对于气力卸船机臂架控制系统,本文首先分析了多自由度臂架控制系统设计原则要求和性能要求,据此对臂架控制系统整体方案的进行设计；其次,针对传统臂架控制系统不能实现远程控制、控制精度低的缺陷,我们引入了无线通信技术、CAN总线技术、PWM电液比例控制技术以及数字PID控制技术,建立了臂架末端位置的闭环控制系统,以实现臂架的智能化位置控制；最后,采用传递函数法对臂架电液比例控制系统进行数学建模,使用Matlab/Simulink软件对设计的臂架电液比例控制系统进行了建模仿真,验证了所设计的臂架控制系统的可行性和优越性。本文研究设计的气力卸船机臂架系统具有节能降耗、速度刚性好、不易产生低频抖动、可远程控制、可智能化控制、以及位置控制响应速度快、控制精度高等一系列优点。