干冰清洗车电液比例控制系统开发与研究
- 文件介绍：
- 该文件为 doc 格式，下载需要 20 积分
- 干冰清洗车电液比例控制系统开发与研究冰清洗车是一种以压缩空气作为动力与载体，以被加速的干冰颗粒为介质对变电站中的绝缘子进行清洗的专用机械设备。本论文的目的是设计出一款可以自动稳定可靠运行的干冰清洗车液压控制系统。
本论文通过对干冰清洗车机械结构、功能要求、工作原理、工艺流程的分析，设计出一个使用PLC控制器的液压系统，并将广泛应用于工程机械的比例控制技术引入其中，对所设计系统进行分析研究，得到了基于电液比例控制技术的干冰清洗车控制系统；根据液压系统的控制要求，提出了一套设计高性能干冰清洗车控制系统的方案；首先根据要求进行了液压系统的设计，然后通过对液压比例控制系统建模，借助Matlab/simulink软件对系统模型进行动态特性仿真与分析，得出系统的控制性能并不是很好；为了使系统稳定可靠、减小误差和超调，根据系统的控制要求，通过试凑法设计出合适的PID控制器。
本文研究了模糊控制方法，为马达卷扬系统设计了模糊控制器，并对马达卷扬系统进行了传统PID控制器与模糊控制器的建模与仿真，通过仿真结果分析得出模糊控制比PID控制得到更好的动态性能，模糊控制的系统阶跃响应的超调更小，达到稳态的时间较短；对于模型参数变化时，模糊控制能够比PID控制受到更小的影响，系统更稳定，获得的控制效果更好；通过对调平系统数学模型的仿真与分析得出调平系统符合控制系统的要求，系统的控制性能达到稳定、快速、准确。
最后根据系统的控制要求，选择了合适的PLC控制器、触摸屏与传感器等硬件，完成了系统的硬件设计，然后对系统的软件和触摸屏的控制画面进行了设计。
通过该论文工作，将机械、电子、液压控制等多学科技术有机结合，从理论上完成了高性能干冰清洗车电液比例控制系统的设计，将对干冰清洗车实际工程设计会有很大的指导作用；另外，该论文的设计方法，对于工业上其他有相似功能或相似结构的设备设计也将具有重大参考意义。
关键词：电液比例控制，系统建模，PID控制，模糊控制，PLC
ABSTRACT
Dry ice cleaning car is a kind of special device which cleans the insulator in the converting station，the transmitter dry ice granule is accecerated by the power compressed air. In this paper a dry ice cleaning car hydraulic control system is designed to work automatically and steadily.
After analyzing of the mechanism, the function needs, the working principle and the working technique procedure of the dry ice cleaning car, a hydraulic control system is designed based on PLC, and the proportion control system used in engineering machinery is used. After analyzing the hydraulic system, a dry ice cleaning car control system is gained based on electric-hydraulic proportional control system.On the request of hydraulic control system; A integrated scheme to make the dry ice cleaning car control system perform well; Firstly, on the request of dry ice cleaning car a primary hydraulic control system is designed, the mathematic models of the hydraulic proportional system is established, then analy the dynamic simulation in Matlab/simulink. It turn out to be that the control performance is not god. To make the system stable and have smaller error and smaller overshooting number, a proper PID controller is designed.
In this thesis, the Fuzzy control method was investigated, a Fuzzy controller was designed for the hydraulic motor winding system. The mathematic models of tradition PID controller and Fuzzy controller in the hydraulic motor winding system is established, after the analyses of the simulation data, it turn out to be the dynamic capacity of Fuzzy controller is better than the PID controller, Fuzzy controller has smaller overshooting number and less time to be stable in the step response, when the modle parameter is changed, the Fuzzy controller turn out to be has less effect and steadier than PID controller, the control performance is better when used Fuzzy controller. After the outcome analyses of the simulation on the mathematic models in leveling system, the result come out that the leveling system is suitable for the control request; it can work steadily, reliably, rapidly and accurately.
Finally, on the requset of the control system the right hardware components are used, such as PLC controller, touch panel, sensors, and so on, then finish the hardware design, After that finish the software system design and the control graphical panel design in touch panel.
In this thesis, by using the technique of machine, electron and hydraulic control, a high- powered electric-hydraulic proportional control system of dry ice cleaning car is finished. The method will be have large rective meaning, on the side the method of design will have large reference to other similar machine.
Key words: electric-hydraulic proportion control, system modeling, PID control, Fuzzy control, PLC
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2研究背景及目的 1
1.3干冰清洗技术的发展与现状 2
1.4课题来源和关键研究问题的提出 3
1.5本文主要工作 4
第二章 干冰清洗车结构与原理 6
2.1概述 6
2.2 干冰清洗车结构组成 6
2.2.1履带行走与驱动 7
2.2.2 平台调平控制机构 7
2.2.3固定支脚 8
2.2.4干冰清洗机集成装置 8
2.2.5 卷扬升降机构和喷射控制机构 8
2.3 干冰清洗车的工作原理与工作流程 9
2.4 小结 11
第三章 干冰清洗车控制系统总体设计 12
3.1概述 12
3.2控制系统综合分析 12
3.2.1系统的设计要求 12
3.2.2系统设计原则 12
3.2.3控制系统总体技术指标 13
3.3系统控制方案的选择 13
3.3.1传动方式的选择 13
3.3.2控制方式的选择 14
3.3.3控制器和人机界面的选择 15
3.4控制系统组成及原理 16
3.4.1调平系统工作原理 18
3.4.2升降机构工作原理 20
3.5 液压传动系统设计 21
3.5.1液压系统主要参数确定 21
3.5.2液压系统控制回路设计 23
3.5.3液压主要元件的选择 28
3.6小结 30
第四章 升降机构速度控制系统的研究 32
4.1概述 32
4.2升降机构速度控制系统数学模型建立 32
4.2.1比例放大器传递函数 32
4.2.2比例方向阀的传递函数 33
4.2.3阀控液压马达动力机构的传递函数 33
4.2.4位移传感器传递函数 36
4.2.5系统传递函数参数确定 36
4.2.6特性分析 37
4.3卷扬升降机构速度的PID控制 38
4.3.1 PID算法 39
4.3.2积分分离PID控制 39
4.3.3 PID调节器参数选择 39
4.3.4 PID控制的Matlab仿真 40
4.4卷扬升降机构速度的模糊控制 41
4.4.1模糊控制器的原理 41
4.4.2模糊制器各部分实现方法 42
4.4.3模糊控制器的设计 44
4.4.4 模糊控制的Matlab仿真 45
4.5 PID控制和糊控制的MATLAB仿真结果分析 49
4.6 小结 52
第五章 电液比例调平系统的研究 53
5.1概述 53
5.2电液比例调平系统数学模型建立 53
5.2.1比例放大器传递函数 53
5.2.2电液比例方向阀传递函数 54
5.2.3阀控液压缸的传递函数 54
5.3阀控缸的调平机构仿真 57
5.3.1系统稳定性分析及参数确定 57
5.3.2系统动态仿真及分析 59
5.4 小结 62
第六章 干冰清洗车电气控制系统设计开发 63
6.1概述 63
6.2 PLC控制系统的主要硬件选择 63
6.2.1 PLC及A/D、D/A模块 63
6.2.2 触摸屏 63
6.2.3 传感器的选择 64
6.3系统硬件原理图设计 65
6.4 PLC控制程序的设计 66
6.5触摸屏画面设计 69
6.5.1触模屏画面的总体规划 69
6.5.2 画面的设计 69
6.6 小结 73
结论与展望 74
参考文献 76
攻读学位期间发表的论文 78
独创性声明 79
致谢 80
...
热门关键词： 
