全液壓裝載機(jī)動力驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制研究.pdf

1、全液壓裝載機(jī)是裝載機(jī)的一種,其工作系統(tǒng)與行駛系統(tǒng)均采用液壓驅(qū)動。隨著裝載機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和需求范圍的擴(kuò)大,全液壓驅(qū)動方式的裝載機(jī)將會成為一種發(fā)展趨勢。但國內(nèi)全液壓裝載機(jī)在液壓元件、控制器和控制算法等方面,與國外還有一段差距。采用先進(jìn)的動力驅(qū)動系統(tǒng)和科學(xué)的控制方法成為提高裝載機(jī)性能的有效途徑。由于液力傳動存在加速性能差、調(diào)速精度低、傳動效率低和布局受限等缺點(diǎn),因此越來越多的中小型裝載機(jī)采用靜液壓傳動。對于裝載機(jī)動力驅(qū)動系統(tǒng),傳統(tǒng)的開環(huán)控制和液

2、壓泵液壓馬達(dá)單變量或兩變量控制已經(jīng)不能滿足全液壓裝載機(jī)的發(fā)展要求。本文開展了基于柴油機(jī)、液壓泵、液壓馬達(dá)協(xié)調(diào)控制的三變量控制策略研究。
　　本課題以中小型全液壓裝載機(jī)為研究對象,設(shè)計(jì)了全液壓裝載機(jī)動力驅(qū)動系統(tǒng),對液壓泵、液壓馬達(dá)和柴油機(jī)等設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算;然后搭建了全液壓裝載機(jī)動力驅(qū)動試驗(yàn)臺。以試驗(yàn)臺的各部件為對象,在AMESim和MATLAB/Simulink中建立了單體泵柴油機(jī)模型和液壓泵——液壓馬達(dá)容積調(diào)速模型等;根據(jù)試驗(yàn)臺

3、測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對所建得模型進(jìn)行了標(biāo)定。根據(jù)全液壓裝載機(jī)液壓系統(tǒng)原理和裝載機(jī)的工作特點(diǎn),提出了三變量控制方法;在所建模型的基礎(chǔ)上對三變量控制方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,分析了柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、油耗、液壓泵排量、液壓馬達(dá)排量、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速和液壓系統(tǒng)壓力等參數(shù)曲線。依據(jù)裝載機(jī)的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了整體的控制策略,包括啟動工況、經(jīng)濟(jì)工況、額定鏟掘工況和最大扭矩工況;對每一個(gè)工況程序流程進(jìn)行了闡述。設(shè)計(jì)開發(fā)了全液壓裝載機(jī)動力驅(qū)動試驗(yàn)臺的操作控制系統(tǒng),包括程序編程、系

4、統(tǒng)監(jiān)測顯示、硬件電路設(shè)計(jì)和電氣線路設(shè)計(jì)等;本操作控制系統(tǒng)可以進(jìn)行手動控制和自動控制切換。用LabVIEW軟件編寫了上位機(jī)界面,可以對參數(shù)進(jìn)行在線修改,對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,支持截圖功能。在試驗(yàn)臺上進(jìn)行了定馬達(dá)排量實(shí)驗(yàn)、定泵排量實(shí)驗(yàn)和三變量控制實(shí)驗(yàn),分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線;對三變量控制和傳統(tǒng)控制的油耗經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)和分析。
　　結(jié)果表明,試驗(yàn)臺運(yùn)行良好,可以模擬單泵單馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng),還可以模擬雙泵雙馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)。在AMESim和MA