液压伺服千斤顶系统设计【机械毕业设计word+CAD图纸】【答辩通过】

目录

1.  引言2

1.1 选题的依据及课题的意义2

1.2 国内外的研究概况3

1.3 单片机控制系统的发展概况4

1.4 PID控制算法的发展概况5

1.5 设计要求及工作内容6

1.6 目标、主要特色及工作进度7

2． 机械结构与液压传动系统设计7

2.1系统结构分析7

2.2 千斤顶零部件分析9

2.3 油缸与螺纹的校验12

2.3.1油缸的壁厚校验12

2.3.2 锁母螺纹牙剪切强度校验13

2.3.3锁母螺纹牙的弯曲强度校验14

2.4 液压系统分析14

2.5 液压泵与电动机的选择15

2.6 超高压泵站简介16

3 . 单片机控制系统设计17

3.1 单片机的选用及功能介绍17

3.2 片外存储器功能简介18

3.3 显示部分设计21

3.4 键盘部分设计25

3.5 交流异步电动机变频调速系统27

3.5.1 交流异步电动机变频调速原理28

3.5.2主电路和逆变电路工作原理28

3.5.3 变频与变压32

3.6 位移检测部分的设计38

3.6.1 位移检测传感器的选用38

3.6.2 光栅位移传感器与单片机的接口设计40

3.7 位移传感器部分的设计43

3.7.1 A/D转换器的选择43

3.7.2 压力传感器与单片机的接口设计47

4．系统的PID控制算法48

4.1 PID控制原理48

4.2  数字PID控制算法50

4.2.1 位置式PID控制算法50

4.2.2  增量式PID控制算法51

4.3  智能自适应PID控制器52

5. 系统模拟仿真57

5.1 SIMULINK概述58

5.2 SIMULINK的窗口和菜单58

5.3 用SIMUINK创建模型60

5.4 用SIMULINK进行系统仿真与分析61

5.4.1 建立控制系统模型61

5.4.2 系统模块参数设置与仿真参数设置62

5.4.3 系统仿真与分析64

6.结论67

7.致谢68

8. 参考文献68

1.  引言

1.1 选题的依据及课题的意义

随着现代社会的不断发展，工业化程度的不断深入，大尺寸、大重量、不规则表面的工件越来越多的成为工厂加工的对象。而在加工过程中如何将这些工件准确的提升至预定位置则成为最难解决的问题，这时传统的千斤顶和起重机等设备就显示出先天不足的缺陷来。也正是在这种环境下，同步顶升系统应运而生，并在建筑、机械加工、造船等行业扮演着越来越重要的角色。同步顶升系统是由控制系统协调控制多个千斤顶，使其具备顶升大重量、大体积、复杂工作表面的工件的能力，并具有同步升降、点动升降、连续升降、侧翻仰俯等功能的机电一体化设备。其控制系统可以是微机、单片机、可编程控制器等；其动力系统有液压式、气电式、汽液两用式等；吨位从几百公斤到几千吨不等，主要由动力方式和千斤顶的个数来决定 。由于其体积小、承载重、精度高、结构简单、控制方便、使用灵活等优点被广泛的用于电力、建筑、机械制造、矿山、铁路桥梁、造船等多种行业中，在设备安装、起顶拆卸、静力压桩、设备校调、基础沉降等工作岗位发挥了重要的作用。基于单片机控制、液压传动的四顶顶升系统是较常见的，控制算法较简单的一种。由于其控制简便、吨位适中、价格也很低廉的优点使得其在中小企业、民营单位甚至轻工业领域都有很高的使用度。其重要性不言而喻，对其进行研究和开发具有很大的市场空间和实用价值。