资源描述
辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 附录 A 为了控制液压缸，必须要控制不同方向载荷和力所结合成的四种情形的液压缸。文献上所见的控制方法通常很复杂，而且取决于液压缸位移和速度的测量。它们也基于更复杂的控制算法。这篇论文的目的是介绍一种基于简单的 制器的控制方法，它不需要液压缸位移和速度。这个系统的程序比复杂的控制系统要慢，但是因为它不需要专门的传感器在操作上比较简单，而且对于工程师来说很好懂。 在设计一个控制方法时，另一个世所共知的特点就是所用的阀的形式。移动液压阀要求低泄漏，过去用的移动阀是滑阀，它们通常有大的重叠。除此之外，为了使滑阀 适用于工业，滑阀涡轮叶栅的转速通常很慢。这个大的重叠和低转速所发出的命令很难执行。当有一个重叠和很慢的执行器时，压力控制变得很困难。 以一个新的技术为例，其简单的大体上的概述如下：液体流量控制在入口边，压力控制在出口边。液流控制基于贝努利方程，压力控制由一个维持低的恒压，提高效率阻止气蚀现象的 制器完成。为了在大的重叠和低转速下工作，压力控制器只进行测量控制。这就意味着如果控制器想提高压力，它不能向液压缸内增加液体，只能降低管道口液体高度。他的优势是当操纵者想改变液压缸的运动方向时只需将滑阀通过零位置。 这时，当加载的力和运动方向相同时，这个方法需要修正。这种情况下，出口处控制器的基准压力增加。当入口处压力下降基准压力增大。基准压力也是由 制器控制的。 因为起重机是一种有恒载阀的设备所以不能达到稳定性。然而，恒载阀将被能稳定系统导向阀所取代。在现代系统，恒载阀有两种功能，恒载和卸载保护。由于 的使用，卸载保护属于控制技术，所以对于恒载阀唯一必要的功能就是维持载荷。卸载保护阀不用增加复杂的扰乱系统稳定的动力而完成作用。 1 介绍 在本文描述的论文的 标是改进流动水力起重机控制。 一台流动 水力起重机可以被重视，当由某一类控制系统移动的一个大灵活的机械结构。 控制系统采取它的从作员的输入并且翻译这个命令成移动机械结构作动器的行动。 这个控制系统的定义故意留给隐晦为了不强加所有限制给它的设计。 控制系统包括移动机械结构，控制作动器手段，提供力量手段给作动器和接受输入方式从操作员的作动磨蚀实验台设计 2 器。 它是这份论文的目标的这个控制系统。 目标是分析在控制系统和当前指南做的要求的新的控制系统设计。 论文将被分裂成五部分： 1） 操作员、机械系统、效率、稳定和安全需要的角度 。 2） . 对当前控制系统的分析， 并且分析 什么 是 他们的问题。 3） 执行器 器的不同的类型，控制战略的 不同 类型和组织组分不同的方式。 4） 商业作为工具作用的。在不久的将来将适应产业的需要的 系统 。 5） 更高的性能，更好的效率，更 灵活 控制等等。 这将是较不商业可适用的，但是开始更多研究的 指引 。 定义 这是一般类 的 流体，并且包括抽泥浆，流利材料等等，如果有些被处理的不一致与处理流体。 除 “ 吸气泵 ” 如线所述与其他类和在这类之内，下面 ，泵被定义 为把液体从一个地方转到另一个地方的一种手段 ，因此 ， 有一个 把液体区别和分开的 入口和 出口。 泵 就此通常完成由 一机械部件 (即，活塞 )或由与另一 部件 (即喷射泵 )的联络或引走。 并且， 泵 也许由对电或磁力 (即，电磁式泵浦 )的 泵 的流体的直系活动完成。 然而，为关于 “ 离子泵的 ” 线，看线与其他类和在当前类的这类和子类参考之内。 吸气形成 真空 这类是真空的形成的残余的家在密闭空间的由采煤行动 ; 是的吸瓦斯剂材料，当安置在密闭空间由一次化工或物理行动减少空间的气体或蒸气内容。 并且，包括是流体被电离允许或提高采煤行动的 那些设备和过程。 这些设备经常被命名 “ 吸瓦斯剂离子抽 ” 。 看见笔记并且搜寻在子类 48 和 49 的笔记线的声明的。 线与其他类和在这类之内 与 313 类型 和 315 类型 的 类比 为与 313 类型 的线，电灯和放电设备和 315，电灯和放电设备： 系统，关于 “ 离子泵 ” ，看 下面的 在当前类的子类参考。 对类 91，马达： 可扩展的 腔的 类型 参考线与其他类和在类 91 的类定义的这类之内线的声明的在类 91 和 417 之间的。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3 对类 92，可扩展的 腔的 设备的关系 类 92 被指挥到可扩展的 腔 设备，就其本身而言，并且关于可扩展的 腔的 泵与类 417 有关 。类 92 被限制到工作的 部件 有一个收缩摆动的或往复运动扩展 腔和 可扩展的 腔的 设备。 因此，类 92 不可能采取任何转台式可扩展的 腔 泵。在看待这类 (417)和类 418，为 配置的工艺 转台式可扩展的 腔 设备关系。 当他们与可扩展的 腔 泵，类 92 和类 417 之间的 这些关联 下面被指出： A. 驱动意味 1. 电动机驱动 当马达显著被要求时，类 92 排除电动机驱动的可扩展的 腔 设备。 可以注意的是 (2)在类 417 子类 321 的笔记构成一个显著被要求的马达。 2. 操作 工艺设备 92 排除在 工艺 设备附近登上的在或一个可扩展的 腔 泵将被管理从而。 看见类 417 子类 229+为这个事项和为 工艺 设备的定义。 3. 其他传动机构 其他具体意味驾驶一个可扩展的 腔 泵例如连动、连接等等，包括驱动从类 92 没有被排除。 B. 装设阀门 1. 泵浦流体 类 92 排除由装设阀门行动包括泵流体控制的所有可扩展的 腔 泵。因此，一个可扩展的 腔 泵的所有被要求的装设阀门 的 流体是充足阻止在类 92 的分类，即使被要求的装设阀门可能不是必要 的 所有的装设阀门造成 的。 2. 无泵 流体 类 92 不排除 无泵 润滑剂、蓄冷剂、密封胶等等的流体，例如，装设阀门装设阀门。 C. 使用不同的泵 与一个不同的类型的另一个泵的组合一个可扩展的 腔 泵 (即，就其本身而 言，在类 92)不会被分类从类 92 排除 的 ，除非一个不同的类型的泵是可扩展的 腔 泵 (即，润滑剂或冷却液泵等等 )。 对类 137，可变处理的关系。 类 137 通常提供可变的操作系统，并且类 417 通常提供电动机驱动的泵，就其本身而言。 有对泵和他们的操作和被考虑作为以上所述的一般规则的例外事项的某些区域。 下面开始 这些例外和其他明细行。 磨蚀实验台设计 4 D. 泵 槽 关系 泵和 槽 的组合在类 137 通常将被分类。 然而，一 个 唯一有名无实地被背诵的 槽 、水库、 腔 、泵或者其他相似的可变的藏品 方法 在类 417 仅仅将被考虑作为流线或输送管道，并且被分类。 看见 (9)在类 222 的类定义的笔记，分与，关于其他泵浦坦克关系。 E. 泵累加器关系 累加器或 喘振 的设备通常是有的设备一个唯一可变的开头和被连接到泵入口或出口为维护到 /从泵的平稳的流动的目的。 这样设备，当透露为挫伤或保险平稳的流动的 喘振的目的和要求与泵的组合在类 417 被分类。 F. 泵液体储积控制关系 1. 泵被要求与一个液体储积控制阀的组合在类 137 被分类有是可分类的在类 417 的以下例外： a. 当液体储积敏感阀门控制泵时的液体流程或从泵的气体 释放 是为填装泵的明确地 被透露的目的，看类 417，子类 200 和 435。 b. 当液体储积敏感阀门 功能作为在一个可变的位移类型泵浦时的一个泵阀，一般来说 看见类 417，子类 65 和子类 126+和 138 特别是。 c. 当液体储积敏感阀门是一个可扩展的 腔 类型泵的经销商时，看类 417，子类 2. 喷射泵被要求与液体因此水平敏感调控的手段的组合在类 417，子类 分类。 3. 泵被要求与因此液体储积受控推进传输的组合在类 417，子类 分类。 4. 泵被要求与液体储积的组合在类 417，子类 36+受控驾驶因此马达被分类。 G. 泵复数连续阀门关系 泵被要求与复数连续阀门的组合在任一或入口或出口流程道路和没有任何分支 的流程道路是可分类的在类 417。 连续阀门的规则运用，即使一个或更多阀门是人工操作的或适应敏感，看类 417 为连续泵经销商，为在连续关系的一个人工操作的阀门与泵经销商和为状况敏感阀门与泵的组合。 H. 泵主要流程道路和分支的流程道路关系 通常有一个分支的流程的系统一个主要流程道路和一个分支的流程道路，是否包括泵，是可分类的在类 137。 然而，有通常取决于在特殊专利的透露如下面被指出的一定数量的例外。 1. 有的泵复数分支的流程道路，是否装有阀，在类 417 沟通与一台唯一来源或接收器是辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 5 可分类的。那里没有来源或接收器的 具体透露流程道路的，透露在类 417 将被考虑，象一台唯一来源或接收器，并且被分类。 2. 有的泵一个主要流程道路和一个分支的流程道路，其中每一个联络与分开的来源的或接收器是可分类的在类 417，如果： a. 主要流程道路的来源或接收器是未经要求或有名无实地要求 。 b. 分支的流程道路明确地被透露作为泵的安心入口或出口、对泵的飞沫入口，在泵附近的一个旁路或者一个出气孔，从泵的废物或流失出口和二者之一 (1)主要流程道路是未管制的或 (2)主要流程道路是受控的，并且分支的流线是 (a)未管制， (b)手工控制或 (c)控制 的是由反应在感觉在泵浦和主要流程道路控制器之间的主要流程道路的一个条件的情况敏感阀门。 主驱动电动机情况敏感控制 有一个电动机驱动的泵控制的马达的操作情况敏感控制是可分类的在类 417。 泵的组合和驱动、传动器或者易变的传输情况敏感控制是可分类的在类 417。 压缸 关系 一个或更多直接响应阀门的组合可分类在类 137，子类 511 和一个有名无实地被背诵的 液压缸 是可分类的在类 137。 气缸盖的具体朗诵没有 被 认为的 液压缸的 具体朗诵。对类415，转台式运动流动性马达或者泵的关系 类 415 采取 转台式 ，腔 类型泵。 然而，类 417 在某些组合提供转台式， 腔 类型如下面被列举。 除 了 下面明确地排除，对一个转台式 腔 类型泵，对类定义 415 的类定义，将分类为在类 415 的一件原物与类 417 相对。 1. 驱动意味 a. 电动机驱动 当马达泵组合显著被 需要 时，类 415 排除电动机驱动的转台式 腔 类型泵。 关于原因 的一个详细说明构成一个显著被要求的马达泵组合看在当前类的子类参考在这条类和线与其他类和在这类之内，与其他类的一般关系，分段在类 415 定义的 A。 b. 操作 工艺设备 一个转台式 ，腔 类型 工艺 设备管理的泵从类 415 被排除。 为这个事项见类 417 和 工艺 设备的定义。 c. 其他传动机构 其他具体意味驾驶转台式 ，腔 泵例如连动，连接等等，包括 磨蚀实验台设计 6 驱动 (即，传动器 )从类 415 没有被排除。 2. 使用不同的泵 一个转台式， 腔 类型泵的组合与一个不同的类型 (即，转台式可扩展的 腔 等等 )，从类415 在类 417 被排除和被分类，除非另外类型泵是转台式， 腔 类型泵的一个仅仅辅助 (即，润滑或冷却液泵 )。 在后一种情况下，在类 415 的分类是适当的。对类 418，转台式可扩展的 腔 设备的关系 类 418 采取转台式可扩展的 腔 泵，即使透露和要求也许 会 制约 泵的 用途。 类 418 比类 417 和在下面被列 举的某些组合的转台式可扩展的 腔 类型泵在类 417 将被分类而不是类418 也许在一些方面认为较不全面。 除非明确地排除对一个转台式可扩展的 腔 类型如对类定义 418 的类定义将分类为在类 418 的一件原物与类 417 相对： 3. 驱动意味 a. 使用马达 类 418 排除电动机驱动的转台式可扩展的 腔 设备，当马达显著被要求时，即使马达 是转台式可扩展的 腔 类型。 可以解释原因 的一个详细说明构成一个显著被 需 要的马达 ; 见在当前类的子类参考。 b. 操作 工艺设备 毗邻一个转台式可扩展的 腔 的泵登上或将被管理的 工艺 设备从而从类 418 被排除。 为这个事项 看见这类 (417)和 工艺 设备的定义。 b. 其他传动机 一个转台式可扩展的 腔 泵登上了或毗邻将被管理的 工艺 设备从而从类 418 被排除。 为这个事项看见这类 (417)和 工艺 设备的定义。 c. 其他传动机 其他具体意味驾驶泵例如连动、连接等等，包括驱动 (即，传动器 )从类 418 没有被排除，即使驱动不是可逆的。 4. 装设阀门 a. 敏感的循环或的位置 类 418 将采取与有一个反复样式或操作循环与泵的自转有关 泵 的流体的阀门结合的转台式可扩展的 腔 泵。这些也许被命名循环或位置敏感装设阀门和由电动子的运动通过同样的包括入口或排气口开头和结束。 这个 类型装设阀门的调整以便提供，例如，供应早切除在类 418 也包括。包括，然而，对泵的切除操作的手段，在革命的一个被预先决定的数辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7 字从类 418 之后被排除，被认为的这类 222 一个特点。 b. 线型 一个轴向阀门被定义成在某个方面行动控制在那条线的流程抽的流体流动的正常线，但是不通过牵制对第二的流体或辅助流线位于的一个 (即，旁路 )。 即类 418 将采取是通过有些手段控制的除抽的流体之外与一个转台式可扩展的 腔 泵结合的所有轴向阀门 (手工节流孔 )的情况和也采取即直接地被抽的流体应用开动此外的那些 (直接响应阀门 )。 那些设备包括由一个 抽的可变的情况的轴向阀门 (即，压力，流程 )控制，并且在哪些说的阀门不是直接响应类型从类和被分类在类 417，如果否则适当的 418 被排除。 c. 分支的流程或旁路 i. 分开的阀门意味 包括一个分开的阀门手段的那些转台式可扩展的 腔 设备 (与如段 (2)所述的一个可移动的房间零件相对立刻下面 )牵制或绕过所有或抽的流体的部分从流程它的正常或第一条路线的对秒钟或废物道路的从类 418 被排除不管阀门是否手动地或被控制，除非被牵制的流体为完善作用例如润滑，冷却，翻板偏心等等的泵仅仅使用。 可移动的零件 部分 许多转台式可扩展的 腔 泵与其他 腔 零件 运行 的联络，并且从 “ 正常 ” 或与位置联系移动向一个位置和可扩展的 腔的 零件，因此允许抽的流体移动。 典型 的这样 的 零件是翻板、扶垛、终板等等，并且 这些 零件 通过一些方法 通常是偏心的接触的位置通例如 弹簧 、从可扩展的 腔 的压力流体或类似物。 这样设备从类 418 没有被排除，即使产生零件也许认为执行一个绕过的作用。 然而，如果抽的流体被举办对这样一个偏心的作用的零件 (即，在终板之后 )，并且有流体的一种受控应用对或流体的发行从偏压区域的绕过说的流动性或举办它的被透露的目的对另一个问题的用途这样设备从类 418 在类 417 被排除 和被分类，如果否则适当。 并且类 418 排除有的泵运动是受控的以回应第二个转台式可扩展的 腔的设备的抽的流体压力或流程的一个可移动的 腔的 零件。 d. 可逆或单向的流程 一些转台式可扩展的泵带有为泵自转一个特定方向流程在线也许被扭转流体抽的可调整或自动手段，否则在泵的自转的方向的逆转流程在抽的流体流动线的同一个方向将继续。就其本身而言，不会阻止在类 418 的分类。 5. 使用不同的泵 磨蚀实验台设计 8 一个转台式可扩展的 腔 泵的组合与一个不同的类型 (离心、往复等等 )的另一个泵，从类 418 在类 417，除非另外类型泵是转台式可扩展的 腔 泵浦，例如，一个 润滑的或冷却液泵的一个仅仅辅助在类 418 的等等在后一种情况下分类被排除和被分类是适当的。 2 开始在开发新的控制系统的细节工作之前， 要 分析在控制系 统什么 是重要的确切的要求。 有 许多影响控制系统 的因素， 例如： 它控制的机械结构，人工操作， 效率 、稳定 性 和产业章程。 产业章程是必须针对的第一个要求。 胶管破裂预防 和 卸载 载保护在控制系统 中有 很多要求。章程 之后 ，稳定是下个最重要的要求 ; 没有稳定 性的控制系统是不能被使用的。一 旦稳定保证了，性能要求必须设置控制系统。 他们取决于 起重机的 机械结构和人工操作。 一 台 液压 起重机 有很灵活的 机械 结构和 非常低 的 固有频率。要防止摆 动就要保持 控制系统的速度在这个固有频率之下或开发 必要的 可能增加这个频率 的控制 系统。人工操作也 可 强加极限给控制系统。如果控制系统是太慢或太快速 ， 那么 靠人工操作 是不可能给它适当的输入的 。 一旦章程 确定了，稳定性就 是确定的，并且表现在正确的水平， 系统的力 的 效率必须被优选。 设计一个新的系统之前， 对当前 的 控制系统 进行 分析 找出 他们的问题是 非常好的 。 当前控制系统是主要水力的，并且可能 有以下 三 个 主要问题： 不稳定 ： 稳定性是个很重要的问题， 因为它可能造成伤害操作 者 或 者 损伤 设 备 。 当系统变得不稳定时它通常开始猛烈地摆动 。为了避免 当前系统 的稳定性的问题， 设计 者会忽略某个或者 增加复杂 性 和费用。 一种液压机构的参量，例如温度或装载力，也影响稳定。 与一个参数设置是稳定的而当与另一个设置时可能就是不稳定的。为了系统整体性稳定性得到确保，有时是需要忽略当中某些参数的。 高费用 ： 现在的系统是纯粹的液压机械，如果用户想要某一作用，用户就可以购买某种液压机械，辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9 因为多数的用户有不同的需求，相同的机械结构 有很多的变化，这就意味着有很多特殊的元部件而不是标准件将被生产。这就提高了零部元件的费用。 无效用： 无效用的 一种 形式 是当前的系统与液压缸的二次回流之间的链接 。这是因为多数阀门使用一个唯一短管轴控制在两 个油孔。 因此，它是不可能 独立的 设置在 液压缸压力水平相同的两边的。 所以， 在行程反方向的出口处应设置一个回压，它能提高进油口用来维持运动的压力。 因为 执行 器引起的力 与两边的压力差是成比例的液压缸的实际压力是不会影响液压缸的运动的。 例如， 液压缸的运 动 000 与 1000600相同的。 然而， 在第二个 例子中 ，电源将提供 更多的力， 这额外力 将 被浪费。 制系统的不同的选择 现在的 控制系统使 用方 向 阀 或比例阀的液动执行机构 控制运动。然而， 有 很多方法可以用来控制液压缸 。选择新的高性能电动液压的阀门 ， (门， 液压车 系统， 提供能量的灵敏的执行器 ， 基于控制技术的泵 。 这些系统都有优缺点，如果想要选出最优的解决方案则需要好好的分析它们。 久将来 的 解 决 有一个期望，如果证明了全新的拓扑学是最优配置，那么起重机的生产商和零部件的生产商不会一夜之间接受这个新工艺的的。 这很可能将 花费时间，因此一个临时方案将 被发明。 这个 由微计算机控制的 (门 ( 997 年 ; 990 年 ; 997)解答 。 门使成为可能实施新的控制 方法，这 是更加高效率和稳定的。 微计算机使 控制阀更加的灵活 。 模型可以用软件来编程 。 这使得生产商不用生产成百的模型。 起重机制造商 能在客户想要的阀中精确的确定它们的功能，同时零部件生产商必须生产一种阀。 这将降低费用，即使 编程 将有 增加。 更高的性能解 决 的分析 这个 分析将取决于对不同的拓扑结构的分析的结果。 结果 显示 以将来基于控制的泵为例，分析在这个领域将是预期的。另一个 将被探索的 领 域是工具位置 的控制。 3 当前工作 由短管轴的直接驱动的流程控制 在市场上的多数流量控制阀今天与压力补偿器 (起使用 ; 997)。 压力补偿器保留横跨主要短管轴的恒定的降压阀门，保留流程常数。 然而，压力补偿器的加磨蚀实验台设计 10 法阀门比一个简单的唯一短管轴阀门更复杂化的 工作 。 做流程控制另一个方式将测量横跨阀门的降压和调整短管轴位置占此 (; 990)。 由于压力传感器和微控制器的高费用这不是一个新的想法，而是未 被 商业实施 的 。然而，当前 所 落 实的 在微控制器和压力传感器的费用这个想法现在是商业可行的。 概念是非常简单的，使用横跨短管轴和参考流程的降压短管轴位置从柏努利 (原理 )等式被计算。 即使这是一个一次方程，实施是不容易的。 流程的准确性 控制 依靠位置检测器的精确度和压力传感器。在压力或位置信号的噪声可能引起稳定问题。 过滤噪声，介绍在可能也影响稳定的控制的延迟。 另外当数据制表或开发一个更加复杂的等式 ， 柏努利 (原理 )等式没有正确 地被 应用 在阀门的整个操作范围，因此存放阀门特征也许是必要的。 4 实验室设施 这份论文焦点在可以被实施 在商业机械 的开发 上， 重点在实验性结果将被 安 置 。 实验性 结果将 从二个系统获得。 第一，一个简单的一个自由度起重机， 作为一个实验性平台被设计。 第二是 (麦起重机制造商 捐给一所大学的真正的起重机。 因为当前 没有买到的 （ 阀门将使用 两边 分开的阀门 来代替 。控制阀门的控制算法，在数字式 被编程 。 运行控制码 ， 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11 附录 B 1 To a to be to on of of in on of on It is of to a is on I no of of be a it be to it no is to be a is of In to of to on is of it to of is an a of a is is as is on is on is on is by a PI a to To if to it t to it of of is to is to of of in to be In of at is to a 蚀实验台设计 12 is it is of is is by a PI is a be a it to In to of a is is to is A be to do of is of of if in a of as a is as to a by it or it to or it an an of is by of a or by or be by on of an or to Y is of a in an by a a a in an or of by a or in is to or 宁工程技术大学毕业设计（论文） 13 in 8 9 a of 13 15 13, 15, to O 1, in 1 a of 1 17. O 2, 2 is to to is 17 as a 2 is to in an or to 2 of of 417) 18, of 2 17 as to A. . 2 is 2) 17 21 a of a 磨蚀实验台设计 14 2. y 2 an or to an to be 17 29+ a of an 3. to an as 2. B. . 2 of by a of of an is to 2 be of to to in 2. 2 of C. n in of a be 2) is 2 of a is a of or . 37, 37 17 of 37 宁工程技术大学毕业设计（论文） 15 17 of to be to as to be D. he of a a be 37. a or be as a or be 17. 9) in 22, E. n or is a a is to a or of a to or of or in a 17. F. . A in a is 37 17: a. a to or a is of 17, 00 35. b. as a in a 17, 5 in 26+ 38 in 磨蚀实验台设计 16 c. is of an 17, 2. A in is 17, 3. A in is 17, 4. A in a is 17, 6. G. in in or an or an is 17. or of is or 17 a in a a in a (
展开阅读全文