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作者：
邓开萍
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摘要：
近年来液压传动技术不断成熟,使得液压传动技术在装载机上的应用越来越普及,发展液压传动装载机已成为一种趋势。液压传动装载机自重轻、作业平稳、噪音小、操作强度低、舒适性好,可实现无级调速,且方便实现各种调节控制。本论文以课题组与浙江濠泰机械有限公司合作开发的HT25J多功能铰接式装载机为研究对象,对其液压行驶传动系统进行设计,并提出系统功率匹配与控制实现方式。主要进行以下工作:(1)对HT25J型多功能装载机行驶装置的机械系统和液压系统进行设计。根据HT25J多功能铰接式全液压装载机几何结构特征建立车辆行驶装置主要部件的PRO/E机械三维模型,利用Pro/e二次开发工具Pro/toolkit实现车辆行走系统的参数化设计;通过对各种调速回路、压力控制回路、马达驱动方式的比较,结合装载机实际作业要求,设计出以变量泵-定量马达控制的液压行走传动系统回路;根据所设计液压回路建立行驶液压传动系统各环节数学模型,并推导出整个行驶液压驱动系统开环、闭环传递函数。(2)对装载机用柴油机的速度特性、负荷特性、万有特性及调速特性进行分析,建立HT25J型装载机用FCCX1125型柴油机的功率-扭矩-速度方程;根据柴油机的调速特性曲线及万有特性曲线选择柴油机最佳工作点,根据最佳工作点负荷率对柴油机与液压系统进行合理匹配计算;分析并确定实现柴油机与液压系统的匹配控制方案,选择电液比例控制方式对行驶液压系统排量进行控制调节。(3)对装载机各工况下行驶阻力、作业阻力进行分析;建立车辆牵引特性方程,根据牵引力计算确定驱动马达负载扭矩进而确定液压系统工作压力;根据最大、最小作业阻力与液压元件的匹配计算,完成对变量泵、液压马达的选型及校核验证;根据车辆动力学分析结果,完成对各液压元件的选型并确定数学模型中各环节具体参数值;根据系统传递函数绘制系统开环函数Bode图,对系统稳定性进行分析。(4)分析装载机行驶液压系统的常规PID控制原理与模糊自适应PID控制原理及设计过程;根据液压传动系统数学模型建立系统仿真模型,并对两种PID控制方式下系统对输入信号的响应以及对负载干扰信号的响应进行仿真试验;通过仿真试验结果比对,对常规PID控制与模糊自适应PID控制下液压行驶驱动系统的响应性能、系统稳定性能、对外界干扰抑制效果进行分析。
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关键词：
装载机行驶液压系统功率匹配模糊PID控制仿真LoaderWalking hydraulic transmission systemPower matchingFuzzy PID controlSimulation