混凝土泵車智能臂架系統(tǒng)振動(dòng)抑制研究.pdf

1、混凝土泵車是利用車載混凝土泵使混凝土沿著依附在泵車臂架上的管道輸送至澆筑施工現(xiàn)場(chǎng)的特種工程設(shè)備。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多大型工程建設(shè)項(xiàng)目對(duì)混凝土泵車的需求迅速增長(zhǎng)。混凝土泵車臂架的振動(dòng)抑制問(wèn)題，特別是在垂直方向上的振動(dòng)抑制成為近幾年混凝土機(jī)械領(lǐng)域中急需解決的問(wèn)題。
　　本文針對(duì)混凝土泵車臂架狀態(tài)空間的建模問(wèn)題，利用了一種基于臂架正則模態(tài)分析結(jié)果建立其在物理坐標(biāo)空間中狀態(tài)空間模型的方法，針對(duì)一款國(guó)產(chǎn)48米五節(jié)全液壓式混凝土泵車臂

2、架進(jìn)行了分析，獲得了其固有頻率和振型，通過(guò)選擇臂架上合適的主節(jié)點(diǎn)，得到了其降階的狀態(tài)空間模型。經(jīng)過(guò)對(duì)比ANSYS和MATLAB中臂架動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析的結(jié)果，驗(yàn)證了所建立泵車臂架狀態(tài)空間模型的正確性。
　　根據(jù)現(xiàn)代控制理論，對(duì)獲得的臂架狀態(tài)空間模型的可控性、能觀性、穩(wěn)定性、階躍響應(yīng)特性，以及在不同干擾下的振動(dòng)響應(yīng)等進(jìn)行了分析。分別利用狀態(tài)反饋控制和輸入補(bǔ)償控制設(shè)計(jì)了兩種振動(dòng)抑制控制器。前者采用主導(dǎo)二階極點(diǎn)法，實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置，提高系統(tǒng)阻尼，

3、改善抗振特性；后者利用封閉承載腔中的壓力波動(dòng)作為臂架振動(dòng)的檢測(cè)，并通過(guò)對(duì)干擾輸入進(jìn)行部分抵消，減小輸入到系統(tǒng)中的振動(dòng)激勵(lì)。通過(guò)仿真驗(yàn)證了這兩種控制器均能對(duì)臂架的振動(dòng)進(jìn)行有效抑制。
　　臂架振動(dòng)的輸入補(bǔ)償控制中對(duì)各節(jié)臂液壓缸的控制為獨(dú)立控制，單液壓缸控制系統(tǒng)為其基礎(chǔ)。最后，以單個(gè)臂架液壓缸的控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，搭建了電液比例閥控制的臂架液壓控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)。采用輸入補(bǔ)償控制策略，對(duì)單個(gè)臂架液壓缸控制系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)抑制仿真分析和試驗(yàn)研究，