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多支点液压同步顶升系统是集机械、液压、控制于一体的系统,其同步顶升过程涉及到多种参数,若采用一般的分析计算方法对其进行计算分析,则工作量太大,难度较高。如果能够建立一套集机械、液压、控制于一体的多支点液压同步顶升仿真联合系统,将有助于对多支点顶升系统能够进行全面的分析,同时有利于观察系统各个参数在工作中对同步性能的影响。基于此,本论文通过Solidworks、Simulink、Simscape等软件建立了多支点液压同步顶升系统的模型,并对其同步顶升的控制策略及控制方式进行了研究。
首先,论文设计了多支点同步顶升液压回路,采用Simscape建模法建立了系统的液压回路模型,并解决了二级液压缸的建模这一整个液压系统的关键问题。论文通过仿真计算,证明了液压系统模型的正确性。论文根据Huston方法体系中的多体系统动力学建模理论,采用集中参数法和有限段法建模思想,对顶升支架的柔性体模型进行了建模和分析,合理地处理了联合模型中支架弹性变形的算法问题。
其次,对多支点液压同步顶升的控制策略和控制方式进行了比较分析。论文先后采用模糊控制算法和无模型自适应控制算法对多支点液压同步顶升系统进行了顶升控制研究,并比较顶升系统中两种控制算法的跟踪性能和同步性能。此外,论文分别就“主从方式”和“同等方式”进行了仿真对比分析,并最终得出了比较理想的控制方式。
最后,论文在Simulink软件基础之上,利用Simscapes软件分别建立了机械、液压及控制三个领域的联合模型,并采用无模型自适应控制算法,对顶升过程中常见的重心偏离的现象进行了模拟仿真计算,并取得比较理想的同步控制效果,仿真表明无模型自适应控制策略完全能够满足系统要求。