臂架主動減振系統(tǒng)設(shè)計與控制策略研究.pdf

1、伸縮式臂架結(jié)構(gòu)因其作業(yè)效率高、操作簡單、安全性好等優(yōu)點近年來得到快速發(fā)展。為提高臂架變幅速度和伸展長度，現(xiàn)代臂架設(shè)計正在向輕量化方向發(fā)展。然而，這時的臂架屬于柔性結(jié)構(gòu)，具有振動幅值大，振動頻率低的特點，同時由于伸縮直臂負(fù)載的多變、各節(jié)臂之間的耦合作用及外部干擾等因素，傳統(tǒng)的吸振方式減振效果往往不理想。主動控制因其良好的可控性與設(shè)計靈活性，一直廣泛應(yīng)用于臂架振動控制領(lǐng)域。本文以高空作業(yè)車臂架系統(tǒng)為研究對象，引入變幅液壓缸對直臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動

2、減振控制，基于模態(tài)空間理論與柔性多體動力學(xué)，重點對臂架系統(tǒng)豎直方向上的振動控制方法進(jìn)行了研究。
　　首先，介紹了高空作業(yè)車臂架系統(tǒng)的組成和原理，對臂架結(jié)構(gòu)模態(tài)和瞬態(tài)沖擊動力特性進(jìn)行分析，明確系統(tǒng)減振目標(biāo)，并據(jù)此對臂架減振控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。
　　隨后，對臂架系統(tǒng)各液壓分系統(tǒng)的液壓原理進(jìn)行設(shè)計,繪制出液壓原理圖。從液壓系統(tǒng)的運行平穩(wěn)角度出發(fā)對多路閥及平衡閥進(jìn)行選型分析，并對液壓執(zhí)行元件和液壓源進(jìn)行了選型設(shè)計。
　　最后，建

3、立了臂架柔性體及變幅液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)臂架減振系統(tǒng)邊界條件與模態(tài)濾波技術(shù)對狀態(tài)方程進(jìn)行線性化分析，確定臂架減振系統(tǒng)的仿真參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，著重研究了臂架系統(tǒng)的減振控制算法，設(shè)計了一種基于系統(tǒng)的模態(tài)空間狀態(tài)方程的特征結(jié)構(gòu)配置方法，并將這種控制方法與普通 PID控制方法進(jìn)行仿真對比。仿真結(jié)果表明與普通 PID控制算法相比，本文設(shè)計的這種模態(tài)空間特征結(jié)構(gòu)配置方法可以明顯減小振動，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，普通 PID算法只能改善部分工況下的振動響應(yīng)