平台自动调平电液控制设计(附件)【字数：12709】
摘 要摘 要众所周知，在大多数工程机械的作业中，需要有参考基准平面才能正常有效地运作。比如在各种起重设备、平台钻井和各种举高平台车上均需要平台调平机构的参与。并且，随着工程机械作业在响应速度、安全因素和系统稳定性上的日益追求，所以需要进一步优化平台自动调平控制系统。本文中以重型平台作为研究对象，对平台调平做了几个方面的研究综合几种调平方案，在四点调平方案的基础上选择了角度和位置相结合的调平方式；制定了液压系统的整体设计方案，拟制了液压原理图；确定系统供油压力，对液压元器件进行选型，确定各个元器件规格；加强对液压支撑腿的监测，提高了对“虚腿”这一平台调平隐患的预防，提高系统的整体可靠性；运用Simlink模块对系统的稳定性进行了仿真。关键词平台调平、自动调平、电液控制、液压油缸
目 录
第1章 绪 论 1
1.2 国内外发展现状及趋势 2
1.2.1 国内发展现状 2
1.2.2 国外发展现状 2
1.2.3 发展趋势 3
1.3本文设计内容和目的 4
1.3.1设计的主要内容 4
1.3.2设计的目的 4
第2章 液压调平系统设计 5
2.1液压传动技术 5
2.1.1 液压技术的优缺点 5
2.3 系统的总体设计要求 6
2.4重型液压平台的调平方式 7
2.4.1调平系统一般分类 7
2.4.2 实现四点调平的方法研究 8
2.5调平平台的调平控制策略研究 9
2.5.1平台架构分析 9
2.5.2调平策略分析 10
2.6自动调平液压系统方案制定 12
2.7电液控制系统的原理 12
2.7.1液压调平系统原理图 14
第3章 液压系统的设计 16
3.1 系统供油压力选择 16
3.2 液压缸设计 16
3.2.1 液压缸主要尺寸和工作压力的确定 17
3.2.2 缸筒变形计算 18
3.2.3 活塞杆的设计计算 19
3.2.4 活塞杆连接螺纹的计算 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
0
3.2.5 活塞的密封结构 21
3.2.6 导向套的设计与计算 22
3.2.7 端盖和缸底的设计与计算 22
3.2.8 排气装置的设计 24
3.2.9液压缸的安装连接结构 24
3.3 液压泵的选择 25
3.4 电动机的选择 26
3.5 过滤器的选择 26
3.6 油管与油箱设计与选择 27
第4章 平台自动调平系统建模仿真 31
4.1 软件MATLAB/Simulink简介 31
4.1.1 简述 31
4.1.2 Simulink模型建立 32
4.2 建立基于Simulink调平模型 33
4.2.1 建立模型 33
4.2.2 系统稳定性分析 38
4.2.3 仿真分析 38
第5章课题总结与展望 40
5.1 本文总结 40
5.2 研究展望 40
结论 42
致 谢 43
参考文献 44
第1章 绪 论
1.1 课题设计意义
众所周知，在大多数工程机械的作业中，需要有参考基准平面才能正常有效地运作。比如在各种起重设备、平台钻井和各种举高平台车上均需要平台调平机构的参与。并且，随着工程机械作业在响应速度、安全因素和系统稳定性上的日益追求，所以需要进一步优化平台自动调平控制系统。本课题就是利用电液控制对平台调平系统进行了优化设计。并深入探究了平台调平的方案、调平的精度和调平系统的机动性。对在工程机械中运用的平台调平，有了更多的理论上的认识。
20世纪末以来，液压系统随着电液伺服阀的诞生，并且越来越精细、越来越模块化和系统地生产，液压系统正在被越来越多的应用在工程机械的各个领域。包括在能源的开发、海洋资源的探测开采和航天军事工业等重要领域。在我国，液压系统的设计正在越来越被关注。随着工程领域的精细化，自动化的发展，以往的生产机械也在不断地改进发展。而液压系统具有使用相同的功率，液压系统具有布局灵活、在同样的功率下，液压元器件更轻、调速范围大、工作平稳、易于控制便于实现过载保护等优点，在工程机械中占据越来越重要的地位。本文将液压系统用于平台自动调平系统就是基于这些。
1.2 国内外发展现状及趋势
1.2.1 国内发展现状
虽然在我国，液压系统、微机和传感器等正在不断地被开发研究，但由于平台调平技术在我国起步比较晚，很多的还只是在进行局部的改装与调试。还谈不上集成化和自动化，很多的还需要人工手动的方式来完成调平阶段。总体上看我国现阶段的平台调平系统，其自动化程度、集成度普遍较低，调平所需的时间较长。调平过程由于很多要手动完成，变得较为繁琐。不过，近些年我国有一定的研究成果。下面列举几项我国就平台调平的研究成果：
据报道，中国电子科技集团第14 研究所曾研制出一套基于电液控制系统的的平台自动调平系统。该系统采用闭环自动控制，将灵敏度较高、精度较高的倾角传感器进行平台倾角的测量。调平的精确度可以达到在3分钟以内达到0.05°。
除此之外，一套重型车载的自动调平系统在东南大学被研究出来，该系统设备采用四点支撑的结构，重达22吨，它的整个调平时间达到了3分钟以内，并且调平精度低于0.05°。
1.2.2 国外发展现状
从各项资料表明，国外掌握着更多的平台调平系统的调平方案，并且在平台调平的调平过程上更加简便，调平系统的响应速度更快，调平的精度也越来越高。平台自动调平系统正在也越来越被运用于多个学科，包括：传感器技术、PLC技术、计算机微机技术和通讯技术等。而且，涉及的计算方法也有很多，比如：模糊算法、伪微分算法、PID算法、神经网络算法等。
目 录
第1章 绪 论 1
1.2 国内外发展现状及趋势 2
1.2.1 国内发展现状 2
1.2.2 国外发展现状 2
1.2.3 发展趋势 3
1.3本文设计内容和目的 4
1.3.1设计的主要内容 4
1.3.2设计的目的 4
第2章 液压调平系统设计 5
2.1液压传动技术 5
2.1.1 液压技术的优缺点 5
2.3 系统的总体设计要求 6
2.4重型液压平台的调平方式 7
2.4.1调平系统一般分类 7
2.4.2 实现四点调平的方法研究 8
2.5调平平台的调平控制策略研究 9
2.5.1平台架构分析 9
2.5.2调平策略分析 10
2.6自动调平液压系统方案制定 12
2.7电液控制系统的原理 12
2.7.1液压调平系统原理图 14
第3章 液压系统的设计 16
3.1 系统供油压力选择 16
3.2 液压缸设计 16
3.2.1 液压缸主要尺寸和工作压力的确定 17
3.2.2 缸筒变形计算 18
3.2.3 活塞杆的设计计算 19
3.2.4 活塞杆连接螺纹的计算 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
0
3.2.5 活塞的密封结构 21
3.2.6 导向套的设计与计算 22
3.2.7 端盖和缸底的设计与计算 22
3.2.8 排气装置的设计 24
3.2.9液压缸的安装连接结构 24
3.3 液压泵的选择 25
3.4 电动机的选择 26
3.5 过滤器的选择 26
3.6 油管与油箱设计与选择 27
第4章 平台自动调平系统建模仿真 31
4.1 软件MATLAB/Simulink简介 31
4.1.1 简述 31
4.1.2 Simulink模型建立 32
4.2 建立基于Simulink调平模型 33
4.2.1 建立模型 33
4.2.2 系统稳定性分析 38
4.2.3 仿真分析 38
第5章课题总结与展望 40
5.1 本文总结 40
5.2 研究展望 40
结论 42
致 谢 43
参考文献 44
第1章 绪 论
1.1 课题设计意义
众所周知，在大多数工程机械的作业中，需要有参考基准平面才能正常有效地运作。比如在各种起重设备、平台钻井和各种举高平台车上均需要平台调平机构的参与。并且，随着工程机械作业在响应速度、安全因素和系统稳定性上的日益追求，所以需要进一步优化平台自动调平控制系统。本课题就是利用电液控制对平台调平系统进行了优化设计。并深入探究了平台调平的方案、调平的精度和调平系统的机动性。对在工程机械中运用的平台调平，有了更多的理论上的认识。
20世纪末以来，液压系统随着电液伺服阀的诞生，并且越来越精细、越来越模块化和系统地生产，液压系统正在被越来越多的应用在工程机械的各个领域。包括在能源的开发、海洋资源的探测开采和航天军事工业等重要领域。在我国，液压系统的设计正在越来越被关注。随着工程领域的精细化，自动化的发展，以往的生产机械也在不断地改进发展。而液压系统具有使用相同的功率，液压系统具有布局灵活、在同样的功率下，液压元器件更轻、调速范围大、工作平稳、易于控制便于实现过载保护等优点，在工程机械中占据越来越重要的地位。本文将液压系统用于平台自动调平系统就是基于这些。
1.2 国内外发展现状及趋势
1.2.1 国内发展现状
虽然在我国，液压系统、微机和传感器等正在不断地被开发研究，但由于平台调平技术在我国起步比较晚，很多的还只是在进行局部的改装与调试。还谈不上集成化和自动化，很多的还需要人工手动的方式来完成调平阶段。总体上看我国现阶段的平台调平系统，其自动化程度、集成度普遍较低，调平所需的时间较长。调平过程由于很多要手动完成，变得较为繁琐。不过，近些年我国有一定的研究成果。下面列举几项我国就平台调平的研究成果：
据报道，中国电子科技集团第14 研究所曾研制出一套基于电液控制系统的的平台自动调平系统。该系统采用闭环自动控制，将灵敏度较高、精度较高的倾角传感器进行平台倾角的测量。调平的精确度可以达到在3分钟以内达到0.05°。
除此之外，一套重型车载的自动调平系统在东南大学被研究出来，该系统设备采用四点支撑的结构，重达22吨，它的整个调平时间达到了3分钟以内，并且调平精度低于0.05°。
1.2.2 国外发展现状
从各项资料表明，国外掌握着更多的平台调平系统的调平方案，并且在平台调平的调平过程上更加简便，调平系统的响应速度更快，调平的精度也越来越高。平台自动调平系统正在也越来越被运用于多个学科，包括：传感器技术、PLC技术、计算机微机技术和通讯技术等。而且，涉及的计算方法也有很多，比如：模糊算法、伪微分算法、PID算法、神经网络算法等。
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