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

1、全液壓裝載機是裝載機的一種,其工作系統(tǒng)與行駛系統(tǒng)均采用液壓驅(qū)動。隨著裝載機技術(shù)的進步和需求范圍的擴大,全液壓驅(qū)動方式的裝載機將會成為一種發(fā)展趨勢。但國內(nèi)全液壓裝載機在液壓元件、控制器和控制算法等方面,與國外還有一段差距。采用先進的動力驅(qū)動系統(tǒng)和科學的控制方法成為提高裝載機性能的有效途徑。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,因此越來越多的中小型裝載機采用靜液壓傳動。對于裝載機動力驅(qū)動系統(tǒng),傳統(tǒng)的開環(huán)控制和液

2、壓泵液壓馬達單變量或兩變量控制已經(jīng)不能滿足全液壓裝載機的發(fā)展要求。本文開展了基于柴油機、液壓泵、液壓馬達協(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為研究對象,設(shè)計了全液壓裝載機動力驅(qū)動系統(tǒng),對液壓泵、液壓馬達和柴油機等設(shè)備進行選型計算;然后搭建了全液壓裝載機動力驅(qū)動試驗臺。以試驗臺的各部件為對象,在AMESim和MATLAB/Simulink中建立了單體泵柴油機模型和液壓泵——液壓馬達容積調(diào)速模型等;根據(jù)試驗臺

3、測得實驗數(shù)據(jù)對所建得模型進行了標定。根據(jù)全液壓裝載機液壓系統(tǒng)原理和裝載機的工作特點,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行了仿真驗證,分析了柴油機轉(zhuǎn)速、油耗、液壓泵排量、液壓馬達排量、液壓馬達轉(zhuǎn)速和液壓系統(tǒng)壓力等參數(shù)曲線。依據(jù)裝載機的實際情況,設(shè)計了整體的控制策略,包括啟動工況、經(jīng)濟工況、額定鏟掘工況和最大扭矩工況;對每一個工況程序流程進行了闡述。設(shè)計開發(fā)了全液壓裝載機動力驅(qū)動試驗臺的操作控制系統(tǒng),包括程序編程、系

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