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ZL15
轮式
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ZL15轮式装载机工作装置的设计,ZL15,轮式,装载,机工,装置,设计
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系统辨识与实时控制斗轮式装载机的液压系统土方设备摘要土方设备行业的迅速整装待发,准备在近期实现数字化控制技术在其产品的快速部署的效率,性能,安全性和操作舒适巨大收益。世界上主要有两种类型的移动设备操作的最多:挖掘机和轮式装载机。现在挖掘机已受到业界的关注。轮式装载机产品在本文研究的是另一种高容量多功能机在配置频谱的另一端的例子。一个先进的电液开放中心的非压力补偿阀控制系统的状态进行了研究,以评估通过实施数字化速度伺服控制的潜在收益。控制目标是满足运营商自觉响应要求,满足运营商认为光滑度要求,创建一个子系统,可以接受命令弗勒曼自治区高层次的规划控制。数字化速度的闭环控制是成功实施的一个货架轮式装载机采用标准比例积分(PI)和阀的动态变换算法的议案。动态转换阀是液压流量功能,是一种发动机转速和气缸压力杆端功能。鲁棒性的性能进行了验证,通过广泛的系统建模,验证,并在大卡特彼勒轮式装载机型号的硬件测试。简介汽车行业已经在效率,性能,安全性巨大收益和乘客由最近在其产品的数字化控制技术的广泛和快速部署的舒适度。地球发展的行业正在迅速整装待发,准备在短期内实现类似的收益。主要有两种类型的推土设备:挖掘机和轮式装载机。长远目标是建立一个独立的产品,不再操作技巧和耐力依靠最大限度地提高性能。衡量其性能的吨/小时,该材料的处理最小化的运作在成本/吨的形式加工材料成本的形式。我们的目标是开发控制子系统,改善经营人/机的性能,降低运营成本,这将作为较低级别控制子在自治区控制器的等级制度。轮式装载机(WTL中)有许多大小。工作重量范围从15000-350000和马力马力范围从100-1200。小到中型机器的应用程序(例如,施工和材料处理应用)最广泛而较大的机器往往是用于矿山的应用为主。 WTL的一个常见的功能是利用卡车装载。卡车装载周期是一个重复的四个步骤,其中一些类型的材料是从股票桩运到卡车上。这个过程开始时,运营商的股票桩公羊和命令的联系,以提升负载,而在同一时间向后摇桶(步骤1:旅行,股票桩和挖)。当水桶已满载,逆向操作的变化和旅行转向时向后一个位置,使他有足够的空间,然后转移到前进,前往卡车。经营者继续这次旅行期间提出的部分,以便它清除车床上时,他减慢,达到卡车(步骤2:前往卡车)负载。运转员接着命令桶倾倒从而释放负载到卡车床(步骤3:转储)。最后,操作命令把水桶架回其水平位置。同时,旅游经营者进入反向变化和命令的联系,以降低再挖周期(步骤4:行程开始位置)返回地面。本研究的重点是数字化速度的闭环控制的执行情况在执行子一个先进的轮式装载机移动设备的接地电流状态系统。这项技术的应用不仅限于WTL以及实际上已经到了地球的各种移动设备的广泛应用。挖掘机液压子系统的控制问题已引起广泛关注最近有液压子在一般系统。描述轮式装载机的子系统 土方设备可细分为4个子系统。(1)动力装置,(2)制动系统,(三)工作装置,(4)液压传动器。上电列车由一个电源,通常是一个柴油发动机。电力传输到一种通过液力变矩器然后连接到差距机械传动,驱动器和最后轮胎。这通常是对WTL案件。挖掘机有水文静态驱动列车(即,液压泵和马达)连接到一个轨道。几个发动机功率起飞通过泵提供动力转向液压系统运行,制动系统是典型的液压和液压执行系统。该液压驱动系统包含地面从事工具,提供了力量和运动,从事土壤或其他材料需要处理。2.1自由车度出租车经营者被认为有六个自由度:三线性(前,后部,横向,纵向)和三个角(偏航,俯仰,roll0。铲斗有两个自由度。督导是一种额外的自由程度。因此,车辆有着9年的自由程度。为了简化即将举行的分析,两限制将在系统规定。首先,前帧运动不会允许旋转相对于后车架。第二,后车架议案将限制在一个平面上。第一个约束消除了单自由度(转向)学位从分析中。第二个约束消除了三自由度:运营商横向直线运动,偏航角和滚动角运动的议案。因此,我们认为只有五个自由度在我们的模型:电梯和倾斜落实桶议案和操作前,尾部和垂直直线运动和俯仰角的议案。2.2. 连锁 有几种类型的WTL的实现使用目前的联系。一个非常普遍的例如,所谓的Z型连杆。它是自由的两个学位四体联动(提升臂,杠杆,链接,桶)和两个组成的非对称液压缸(升降机及倾斜),由九个旋转脚关节连在一起。2.3. 主要液压系统 一个普通液压系统通常用来实现控制流量的电梯WTL的倾斜和一缸采用开放中心非压力补偿阀芯型阀。这个系统包含一个水泵/释压阀的流体传送到主换向阀从而分区到液压缸和坦克流。 组件和它们的运作是最好的形容按照液压流体通过各种运行条件下的电路。最简单的条件是在没有命令从流脑放大器电流。该电梯线轴和倾斜,因为将集中在E/小时阀电磁铁将不会被激活。在这种情况下,通过发送泵单向阀的负载流量(最大操作设置压力)的倾斜阀芯。由于这阀芯为中心,流动收益上的电梯阀芯,这也是为中心,返回循环水箱。命名为“开放中心“的事实,即当阀门在中立的立场来,流体循环从通过到罐的阀门泵。 如果倾斜阀芯中心及电梯阀芯右移,一开口就罐区称为泵罐区(星期三)而受到限制。泵的压力建立起来,克服了负载止回阀发送流向头端(HE)的对在另一口的升降油缸称为至气缸区(PC)的泵。在同时,流体从杆端(重新)电梯在另一口缸流量所谓的气缸罐区(CT)和再循环,再进行坦克。因此,电梯活塞杆延伸提高一个可能在桶中的负载。如果电梯阀芯左移相反的情况。从他流体流经对坦克的CT,从泵流体流动以及整个阀芯如果没有足够的转移完全关闭的PT太平洋横跨可再生能源的电脑。因此,电梯活塞杆缩回桶降低到地面。如果电梯阀芯居中和倾斜阀芯被激活时,倾斜油缸的行为类似于电梯缸。 在WTL车辆,电梯管道与阀芯系列倾斜。此配置被称为倾斜优先事项,因为电路的倾斜流量需求可以通过预约和关闭电梯电路。此外,气缸安全阀可能被添加到每个RE和他如果每个部分各不相同的最高工作压力的主要救济结构寿命或安全的关注。化妆阀往添加到这些系统很好。这些止回阀提供缸罐流向稀土在事件或作真空操作过程中创建。这样,空化可以显着减少。这是如电梯武装以重力驱动的功能降低或问题桶中的CT倾倒区已设计提供限制产量快速缸速度。在这种情况下,泵的流量与气缸无法比拟从气缸流向低压槽和空化创造。这是非常以来的液压系统可控的闭环控制是不可取空蚀过程中有效地失去了。2.4. 电液压先导 一个先导泵供应流到压力调节阀,它维护一个稳定供应的压力,一个E/小时阀这也是连接到油箱。细胞外基质中的驱动程序发送到电磁铁电流其中移动一个控制阀芯。由于这阀芯移动,一米的连接口供应压力端口和一个节流孔连接到油箱比例开放保持或接近控制压力。这种压力作用在主阀芯造成它移位,打开主孔区(即,电脑断层,铂,电脑)。在某些情况下,位置主阀芯是用来提供反馈闭环位置控制阀芯。2.5数字化控制系统 基本低成本的组件将被选为这项研究将与一致目前的做法在这个行业。通常情况下,7位微处理器,其中使用大会编码须达到20毫秒循环时间。旋转式电位器用于传感器反馈以及参考输入信号。3) 动态模式:平面倾斜和车辆动态电路 倾斜的动态电路模型,从投入产出关系点的观点。输入是倾斜电路阀芯的位置。的输出是:(1)由于角速度斗缸位移倾斜,(2)平面运动(X,,)的车辆。下面的假设和近似作出的模型:(1)电梯电路以象征式升降机固定角度。因此,我们期望获得不同面值不同倾斜位置电梯电路电路模型。(2)车辆被建模为一个在二维空间质量弹簧阻尼器系统,有三个自由度:的x,y,美国这是一个相当不错的,因为车身逼近和轮胎像一个大众弹簧阻尼系统。(3)软管量和水力损失包括在水力模型。(4)电液阀是一个二阶滤波器,包括动态0.707阻尼比。这是符合实际的英/ H阀使用行为是一致的在WTL车辆。(5)电子/小时阀芯区(称为计量)不是阀芯位置的线性函数。阀芯面积几何精确建模为非线性函数的阀芯位置。(6)标准孔板方程来描述流程之间的关系率(Q)和阀芯位置(因此测光区域),压差时,P。(7)灵活性,由于石油是考虑到压缩为体积模量液压油。阀芯位置之间的水桶和角速度的输入输出关系获得三个逼近阶段:(1)稳态之间的阀芯位移和倾斜缸输入输出功能倾斜速度被称为调制。该模型的非线性静态捕捉死区的几何关系,包括与阀门缸增益。请注意有效的死区和增益是(1)流量的功能(这是一个功能发动机转速在WTL的情况),和(2)外部负载。换句话说,直流增益传递函数是一个流量,外部负载的非线性函数,名义电梯电路的位置。(2)线速度之间的倾斜缸和铲斗几何线性关系速度是描述联动雅可比。这是表示为一系列针对不同的电梯位置曲线(插表作为实时实现的)。(3)最后,我们从后台处理模型的液压电路的动态过滤效果位置倾斜缸速度。稳态增益在获取信息的调制和倾斜倾斜运动学模型。因此,在特区动态模型的倾斜收益将约为团结(0分贝)。此外,这将是电梯的位置和外部负载的函数。因此,所有三个模型块组件方面的评估,预计全扫一电梯的位置和负载值。/小时阀是一个开放的中心型阀。由于阀芯命令转变的阀芯,铂(泵罐)区开始关闭,电脑(泵缸)面积开始打开一样的C- T的(缸罐)区。泵的压力开始建立自的P- T是限制其流动油箱。当泵的压力超过了何气缸压力,负载单向阀泵的流量持久性有机污染物允许进入气缸他说。这种流动延伸圆柱的部队从各地稀土流缸在C - T区油箱。由于外部负载变化时,阀芯的最低金额需要匹配通过泵压变化,以及不同加载命令。这结果有效的死区和增益变化。如果外部负载相反(即超过运行负荷状态),延长了气缸率将主要取决于除两端的压降压降的CT区的CT是这样的:流量比泵进入气缸的何流更少。接着率将延长泵驱动。(4)闭环控制系统的性能目标液压系统元件(泵,油缸,伺服阀)的大小,以便它们能提供必要的功率级(流量和压力)为移动的WTL是设计用来处理负载范围内桶。在这里,我们将不再重复液压控制系统元件尺寸分析,但是,我只想说这它们大小,以满足下列议案的电源要求:电梯电路在全面提高10秒,电梯的电路全部在3.5降低,倾斜在4.0的电路全机架,倾斜电路充分潮湿条件下,最大负荷2.5秒。最大负载能力是斗1.2锰。(5)结果:仿真和实验该实验模型上进行了卡特彼勒WTL的889种类的车辆。为倾斜电路的控制算法实现用微型控制器,对船上的8位分辨率的A / D,D / A转换。有效的死区是负载和发动机转速的功能。在实时实现不同低估死区值使用,以避免过冲。不准确的死区补偿的响应是在Fig.14.It显示延时效果观察到,在响应时间减少到低于0.2的时候赔偿范围内,其实际有效价值1.0毫米的。图15显示了上升时间敏感阀改造的收益。据观察,为了满足时间要求提高0.5秒的增益必须相当准确。图16shows一两个实验和分析比较下一个完整的电梯,完全转储,无负荷,高怠速架步反应的条件。造成这种状况的性能标准的0.5秒和5上升时间小于0.2秒的延迟就形成一个关心过冲阀变换的动态执行中遇到的压力是再反馈级过滤反应所需的稳定。据推测,压力应低通滤波在或低于闭环系统带宽,以一个临界值。在这样的闭环控制能够响应增益的变化,就好像他们是死区对系统干扰。实验和分析都反映了这种过滤。虽然没有显示,在稳定性上WTL的模型进行的实验都保持990.Therefore,这样一种高血压控制用PI型制度的有效控制闭环控制加阀变换模型为基础的补偿要求非常精确的模型。(6) 总结一个先进的电液开放为中心的非压力补
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