W1100型液壓絞車設計【含5張CAD圖】

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附錄 1：外文翻譯液壓絞車運動跟蹤前饋控制的研究摘要：液壓絞車驅動裝置一般采用電子液壓比例閥控制的液壓馬達。液壓絞車廣泛應用于工程機械領域。液壓絞車需要跟蹤特定運動時，液壓絞車的響應速度對控制精度有著深刻的影響。為提高液壓絞車運動跟蹤控制精度，設計了液壓絞車運動跟蹤前饋控制。液壓絞車運動跟蹤前饋控制試驗表明，液壓絞車的非線性降低了運動跟蹤的控制精度。利用液壓絞車的實時最小二乘參數辨識，利用液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，對液壓絞車的模型參數進行修正?；谝簤航g車模型，從參數辨識的角度設計了自適應前饋控制。仿真試驗結果表明，基于實時參數辨識的自適應前饋運動跟蹤提高了運動跟蹤的控制精度。關鍵詞：液壓絞車，運動跟蹤，前饋控制1、介紹絞車是重物升降的驅動設備。絞車通常分為兩種：電子絞車和液壓絞車。液壓絞車是由液壓元件和機械設備集成而成的。液壓絞車的滾筒通過液壓馬達和減速器的驅動完成升降運動。液壓絞車具有液壓系統(tǒng)功率密度大、結構緊湊、安全性高等優(yōu)點。液壓絞車廣泛應用于工程機械領域。電液比例閥以其價格低、抗污染能力強、可靠性高等優(yōu)點，在工程應用中得到了廣泛的應用。液壓絞車驅動裝置一般是由電液比例閥控制的液壓馬達。本文以液壓絞車工程設備為例，對指定的運動進行跟蹤。當液壓絞車的最大速度小于履帶運動的最大速度時，開環(huán)前饋控制是獲得較好控制特性的有效途徑。因此，本文對液壓絞車的運動跟蹤前饋控制進行了研究。2、結構和建模液壓絞車的結構通常包括滾筒、減速器、液壓馬達、電液比例閥和平衡閥。液壓絞車通常需要提升升沉體。液壓絞車液壓回路中設置平衡閥。平衡閥用于防止重物下降時的液壓沖擊。液壓絞車的速度由電子液壓比例閥控制。電子液壓比例閥的傳遞函數如下： ????(??)=??(??)??(??)= ??????+1 (1)電子式比例閥的輸出流量為 ， 為控制電壓，K 為比例控制增益，??(??)??(??)T 為電子比例閥的響應時間。液壓絞車的傳遞函數是由閥的線性流量方程、液壓馬達的動態(tài)流量方程和液壓馬達的轉矩平衡方程綜合而成，如下所說：????????????????????????2(1+????4????????????)???????(??2??2?+2????????+1)在 是液壓固有頻率， 是液壓阻尼比， 是液壓絞車， 扭??? ??? ?? ????是矩液壓馬達排量。液壓絞車是一種大慣性重載系統(tǒng)。液壓絞車跟蹤確定運動時液壓絞車響應速度對控制精度的影響。采用前饋控制提高液壓絞車的響應速度。從而提高了運動跟蹤的控制精度。假定前饋控制的傳遞函數是 。液壓絞車速度與電子比例閥控制電壓之間的傳遞 ????(??)函數描述如下： 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊 d 是輥的直徑，I 是減速機的傳動比，Dm 是液壓馬達的位移。如果液壓的期望速度被定義為 V，那么 V 就是前饋控制的輸入。前饋控制的傳遞功能應滿足以下設備的要求:如果跟蹤運動的頻率較低，那么液壓絞車的傳遞功能如下：因此，前饋控制的傳遞功能如下:3、運動跟蹤控制測試運動跟蹤控制測試是為了驗證運動跟蹤的有效性和有效性液壓絞車的前饋控制的有效性。主要測試設備包括液壓絞車、工業(yè)計算機、重負荷、鋼絲繩和液壓站。跟蹤的動作如圖 1 所示。如圖 1 所示，跟蹤運動的頻率在 0.1 赫茲到 0.2赫茲之間。圖 2 顯示了液壓絞車前饋控制和跟蹤誤差的速度曲線。摘要液壓絞車運動跟蹤前饋控制的性能指標被定義為相對誤差。它被描述如下:S 是跟蹤運動的速度， W 是液壓絞車的速度，T 0 是采樣周期， N 是樣本值。如果相對較低，那么跟蹤效率的效率就很高了。如圖 2 所示，液壓絞車運動跟蹤前饋控制的相對誤差為 20%。4、非線性模擬在液壓絞車運動跟蹤前饋控制的試驗結果中顯示，液壓絞車的非線性特性降低了運動跟蹤的效率。摘要液壓絞車是典型的非線性系統(tǒng)。非線性特性主要來自于電子液比例閥的流量形式。摘要電子液比例閥的輸出流量與閥芯位移之間的關系是非線性的。它受液壓絞車的負載壓力影響。在跟蹤運動的頻率范圍內，液壓絞車的模型參數經常變化。摘要從液壓絞車運動跟蹤前饋控制試驗的試驗結果中獲得了模型參數的變化規(guī)律。建立了非線性仿真模型，并進行了仿真試驗。模擬測試的結果如圖 3所示。在運動跟蹤仿真試驗中表明，液壓絞車前饋控制的相對誤差為 20%。非線性液壓絞車仿真試驗結果與運動跟蹤試驗結果一致。5、自適應前饋控制摘要由于液壓絞車的非線性，液壓絞車的模型參數經常發(fā)生變化。摘要降低了液壓絞車運動跟蹤的前饋控制效率。利用最小二乘參數辨識方法，利用電子液壓比例閥的控制電壓和液壓絞車的速度，實時識別出模型參數。因此，前饋控制在網上進行了修正。摘要在線參數修改的前饋控制稱為自適應前饋控制。提高運動跟蹤控制的效率。圖 4 顯示了液壓絞車運動跟蹤自適應前饋控制的塊圖。液壓絞車運動跟蹤自適應前饋控制的仿真試驗結果如圖 5 所示。在模擬試驗中顯示了液壓絞車運動跟蹤的相對誤差前饋控制是 7.8%。自適應前饋控制的效率明顯高于前饋控制的效率。這是前饋控制的自適應前饋控制通過參數識別獲得的控制提高了液壓運動跟蹤控制的效率絞車。6、結論摘要液壓絞車是一種非線性系統(tǒng)，其模型參數經常變化。非線性降低了液壓絞車運動跟蹤前饋控制的效率。摘要研究了基于液壓絞車參數識別的自適應前饋控制。運動跟蹤試驗和仿真試驗表明，基于液壓系統(tǒng)參數識別的液壓絞車運動跟蹤自適應前饋控制提高了運動跟蹤的效率。7、參考[1] Bing Wen, Abdollah Homaifar, Marwan Bikdash and Bahram Kimiaghalam, “Modeling and Optimal Control Design of Shipboard Crane”, Proceedings of the American Control Conference, pp.593~597, 1999. [2] Bahram Kimiaghalam, Abdollah Homaifar and Marwan Bikdash, “Feedback and Feedforward Control Law for a Ship Crane with Maryland Rigging System”, American Control Conference, pp.1047-1051, 2000. [3] Dewi Jones and Sa’ad Mansoor, “Predictive feedforward control for a hydroelectric plant”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol.12, pp.956-965,2004. [4] Bentley M, Robertson N, “Electric drive winches in the ROV industry” ,Proceedings Underwater Intervention 2002 Conference, New Orleans, LA, 2002. [5] Chen Weibin, Kou Ying, Cheng Jiannian and Xiao Fei, “Realization of Constant Speed of Electro-hydraulic Hoist”, Well Logging Technology, Vol.29, pp.63-65, 2005.附錄 2：外文原文