基于二次調(diào)節(jié)的減速器加載試驗臺設計開題報告.doc

遼寧工程技術(shù)大學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題目基于二次調(diào)節(jié)減速器加載系統(tǒng)特性分析指導教師王慧院（系、部）機械學院專業(yè)班級機械自動化02-7學號0207100705姓名高航怡日期2006/3/15教務處印制一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀二、研究方案及預期結(jié)果（設計方案或論文主要研究內(nèi)容、主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線及論文框架等）論文研究主要內(nèi)容：系統(tǒng)分析，對基于減速器模擬加載系統(tǒng)進行深入的理論分析,建立系統(tǒng)的數(shù)學模型、并對系統(tǒng)分進行時域特性和頻域特性研究?？刂撇呗匝芯?，在對現(xiàn)代PID控制方法進行深入分析的基礎上，重點研究解決適合于本模擬加載系統(tǒng)的模糊控制方法，并對其進行仿真與試驗研究。隨著我國煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展壯大，對各種礦用設備的工作性能和可靠性等的要求也越來越高。近年來，用于各個礦業(yè)公司的刮板輸送機及轉(zhuǎn)載機，通過在實際工作中的調(diào)查分析，動力部(由電動機，減速器及相關(guān)連接件組成)對其總體工作性能和可靠性有重要影響，而其中電動機為成型產(chǎn)品，其工作性能和可靠性等指標均已通過嚴格檢測，設計時按要求選擇即可，因此為了保證動力部的工作性能和可靠性，應將重點放在減速器上。對于新設計制造的減速器，需要利用專門的高動態(tài)性能固定試驗臺對其進行模擬加載試驗，檢測各項工作性能和可靠性指標是否滿足要求，以往對較簡單的單項試驗如出廠試驗等，可在傳統(tǒng)的液壓式加載試驗臺上進行，但其功率消耗很大，效率很低。由于近年來加載試驗臺技術(shù)的不斷發(fā)展，使得許多試驗都可以在具有高動態(tài)性能的固定試驗臺上完成，而利用次級調(diào)節(jié)技術(shù)的液壓伺服加載試驗臺就是近年來為人們所重視的一類加載試驗臺，這種加載系統(tǒng)與傳統(tǒng)的變量泵-定量馬達系統(tǒng)不同，它采用帶有儲能器的恒壓中心油源（一次元件）實現(xiàn)與各個單獨調(diào)節(jié)回路（二次元件）之間的壓力藕聯(lián)，該系統(tǒng)具有能量可回收利用，效率高，可以多用戶并行工作，遠離動力源，沖擊小，噪聲底，系統(tǒng)控制性能好等優(yōu)點，因此被認為是液壓領域的重大突破?？墒谴渭壵{(diào)節(jié)技術(shù)液壓伺服加載試驗臺同時也具有非線性、時變性、參數(shù)不確定性，難于建立其精確的數(shù)學模型。即使得到了它的數(shù)學模型，結(jié)構(gòu)也往往十分復雜，參數(shù)較多，難以用現(xiàn)有的控制方法實現(xiàn)有效的控制。而模糊控制作為一種智能控制，它無需被控對象的數(shù)學摸型，就能對其實現(xiàn)有效的控制，本文對次級調(diào)節(jié)技術(shù)的液壓伺服加載試驗臺進行系統(tǒng)分析與研究的基礎之上，著重研究了模糊控制應用于本系統(tǒng)的時效性，對于其它應用模糊控制的系統(tǒng)也具有借鑒和參考作用。二次調(diào)節(jié)加載原理：二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)原理由可逆式泵/馬達元件與電液伺服閥、變量液壓缸、位移傳感器等組合在一起，統(tǒng)稱為二次元件。電動機、恒壓變量泵、蓄能器、安全閥及相應的管路等元件構(gòu)成恒壓網(wǎng)絡，為整個加載系統(tǒng)提供穩(wěn)定的恒壓動力源。馬達元件以壓力耦聯(lián)方式并聯(lián)于恒壓網(wǎng)絡上，兩元件機械端口之間通過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器以及加載對象剛性地連接在一起。馬達元件為馬達工況，為加載系統(tǒng)提供所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)速，它同電液伺服閥、變量液壓缸、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和控制器構(gòu)成轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。馬達元件為泵工況，實現(xiàn)對加載對象的加載，它同電液伺服閥、變量液壓缸、位移傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器和控制器構(gòu)成轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在該加載系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)為典型的電液伺服系統(tǒng)，二者相互獨立，可分別進行調(diào)節(jié)，以滿足加載系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的不同要求。系統(tǒng)工作時，由控制器分別向電液伺服閥發(fā)出電信號，通過閥控缸機構(gòu)（前置級排量控制）改變元件的斜盤擺角，從而使其排量發(fā)生變化，以適應外負載轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化。另外，當系統(tǒng)進行工作時，馬達元件由恒壓網(wǎng)絡獲取液壓能，并將其轉(zhuǎn)換成機械能來驅(qū)動加載對象實現(xiàn)加載，可逆式泵將機械能轉(zhuǎn)換成液壓能后又直接回饋給恒壓網(wǎng)絡，重新用來驅(qū)動馬達元件，在馬達元件和可逆式泵之間形成閉式循環(huán)。這樣，恒壓油源所提供的液壓能只是用來補償系統(tǒng)的容積損失和機械損失，而驅(qū)動馬達元件所需的大部分能量都來自元件可逆式泵。此外，在該加載系統(tǒng)中，沒有節(jié)流元件，因而避免了節(jié)流損失。由此可見，該加載系統(tǒng)在工作中不僅減少系統(tǒng)發(fā)熱，而且還可以達到節(jié)能目的。三、研究進度首先進行二次調(diào)節(jié)減速器加載系統(tǒng)特性的總體設計。其次詳細設計二次調(diào)節(jié)減速器加載系統(tǒng)，尤其針對其減速器的設計開展工作。1.收集資料，編寫開題報告（14周）2.方案設計（56周）3.具體設計計算（711周）4.計算機繪制圖紙，撰寫說明書（1217周）5.整理完善圖紙，說明書，準備答辯。四、主要參考文獻1謝卓偉.二次轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)靜液驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速特性分析.液壓與氣動.1989，（3）：16-22姜繼海，徐志進，劉慶和，王碧泉.二次調(diào)節(jié)靜液驅(qū)動轉(zhuǎn)速PID控制及其實驗研究.工程機械.1997，（11）：31-333張永杲.流體力學系統(tǒng)的計算機控制.機械工業(yè)出版社，1992：67-68193-1944李士勇.模糊控制、神經(jīng)控制和智能控制論.哈爾濱工業(yè)大學出版社，1996：252-2585王麗艷等.參考模型模糊控制.機床與液壓，1995，（3）6蔣曉夏.靜液驅(qū)動二次調(diào)節(jié)及自適應控制系統(tǒng)的研究.哈爾濱工業(yè)大學博士論文，1992，127田聯(lián)房.次級調(diào)節(jié)扭矩伺服系統(tǒng)加載技術(shù)及其控制方法的研究.哈爾濱工業(yè)大學博士學位論文.1997:168高彥宇,安世奇.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的一種PID控制技術(shù).包頭鋼鐵學院學報.2000，19(1):53569佟紹成,王艷平,王濤.基于狀態(tài)觀測器的一類非線性系統(tǒng)的模糊魯棒控制.控制與決策.2001,16(1):626810黨開放,周瑞祥,林廷圻.基于模型參考模糊自適應的電液位置伺服系統(tǒng)魯棒控制研究.機床與液壓.2003,(4):20821011方千山.王永初.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的模糊預測控制及其應用.自動化儀表.2002,23(8):111312張秀玲.神經(jīng)網(wǎng)絡非線性系統(tǒng)模型參考自適應控制器統(tǒng)一設計法.控制與決策.2002,17(2):15215813黎啟柏,陳剛,朱建輝.二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的開關(guān)-模糊-PID控制.機床與液壓.2003,(5):909214王慧哈爾濱工