旋挖鉆機動力系統(tǒng)功率匹配控制策略及試驗研究.pdf

1、中圖分類號UDCTU67621碩士學位論文學校代碼10533旋挖鉆機動力系統(tǒng)功率匹配控制策略及試驗研究ResearchonContr01StrategyandExperimentofEngineSystemPowerMatchingonRot哪Drilling黜g作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：朱振新機械工程機電液一體化機電工程學院朱建新教授論文答辯日期互墮虹。7答辯委員會主席中南大學2014年5月旋挖鉆機動力系

2、統(tǒng)功率匹配控制策略及試驗研究摘要：旋挖鉆機作為鉆孔灌注樁成孔施工的復雜大慣量工程裝備，施工的高效性和穩(wěn)定性一直是其追求的目標。一方面由于現(xiàn)有旋挖鉆機功率儲備最高達29％，導致發(fā)動機功率利用率低；另一方面旋挖鉆機施工工況復雜、負荷變化范圍大，作業(yè)時發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動劇烈。本文針對上述兩方面問題，從旋挖鉆機動力系統(tǒng)功率匹配出發(fā)，通過理論、仿真分析和試驗研究，提出適合旋挖鉆機的功率匹配控制方案，以提高旋挖鉆機施工效率和穩(wěn)定性。綜述國內(nèi)外工程機械功

3、率匹配技術(shù)。分析旋挖鉆機作業(yè)系統(tǒng)和作業(yè)工況，并定性分析動力系統(tǒng)匹配環(huán)節(jié)對旋挖鉆機施工效率、穩(wěn)定性的影響。結(jié)合工況與動力系統(tǒng)匹配分析，在借鑒工程機械功率匹配技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出功率匹配控制方案。分析發(fā)動機工作特性，并建立發(fā)動機油耗模型和動力性模型；分析電子越權(quán)變量泵控制原理，并建立電流—扭矩數(shù)學模型。依此建立旋挖鉆機發(fā)動機—變量泵聯(lián)合仿真模型，為旋挖鉆機動力系統(tǒng)功率匹配研究提供仿真與研究平臺。針對旋挖鉆機施工參數(shù)非線性、時變的特點，采用基于

4、轉(zhuǎn)速感應的極限負荷控制策略及單神經(jīng)元PID控制算法，并利用仿真模型對動力系統(tǒng)功率匹配進行仿真分析，為匹配方案的實現(xiàn)提供理論依據(jù)和指導。圍繞旋挖鉆機動力系統(tǒng)功率匹配進行試驗研究。試驗包括五個方面內(nèi)容：一搭建旋挖鉆機無線測試系統(tǒng)，為試驗研究提供測試工具；二測得電子越權(quán)變量泵控制電流—扭矩關(guān)系，以建立數(shù)學模型；三i貝0得不同設定轉(zhuǎn)速、不同負荷下發(fā)動機穩(wěn)態(tài)工作參數(shù)，以建立發(fā)動機靜態(tài)調(diào)速特性數(shù)學模型；四通過溢流加載試驗，驗證功率匹配控制方案有效性