發(fā)布時間：2020-11-16 05:14

　　 頂升模架鋼平臺技術(shù)是現(xiàn)如今超高層建筑施工領(lǐng)域常用的一種工藝方法,頂模液壓系統(tǒng)作為主要驅(qū)動裝置來實(shí)現(xiàn)頂升與支撐鋼平臺的功能。受到外界環(huán)境因素干擾和平臺負(fù)載不均衡的影響,頂升過程中平臺可能會發(fā)生傾斜甚至倒塌的事故,因此液壓系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性、安全可靠性以及頂升油缸的同步性、抗干擾性是決定系統(tǒng)能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵。本文以頂模液壓系統(tǒng)及其同步控制系統(tǒng)為研究對象,圍繞頂模系統(tǒng)的功能與技術(shù)要求,設(shè)計了液壓系統(tǒng)及其同步控制系統(tǒng),對其動態(tài)響應(yīng)特性、同步性能等內(nèi)容進(jìn)行了研究。本文針對頂模平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)及油缸動作流程,對頂模液壓系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計,包括原理設(shè)計、回路設(shè)計、油缸設(shè)計、安全設(shè)計等;分析了導(dǎo)致四缸不同步的原因,采用基于并行閉環(huán)方式的PID與自適應(yīng)模糊PID控制算法對四個油缸進(jìn)行同步控制;對液壓缸進(jìn)行受力分析,推導(dǎo)得出單個閥控缸回路的數(shù)學(xué)模型及開環(huán)傳遞函數(shù),利用開環(huán)Bode圖進(jìn)行穩(wěn)定性分析,結(jié)果顯示系統(tǒng)為欠阻尼系統(tǒng),穩(wěn)定且無明顯超調(diào)。在AMESim軟件中建立液壓系統(tǒng)仿真模型,根據(jù)元件的選型設(shè)置元件仿真參數(shù),在MATLAB/Simulink中建立PID與自適應(yīng)模糊PID的控制器模型并編寫相應(yīng)的控制程序,進(jìn)行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果顯示,在頂模系統(tǒng)液壓缸偏載情況下,使用自適應(yīng)模糊PID算法的系統(tǒng)響應(yīng)更迅速,同步誤差更小。仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性,滿足了系統(tǒng)要求的同步控制精度,也為頂模系統(tǒng)研究與實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)和參考。為了提升系統(tǒng)的控制性能,本文對控制策略及控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。在并行方式的同步控制下,由于各缸的控制相對獨(dú)立,同步誤差會隨著時間的推移逐漸增大,需要階段性停機(jī)消除誤差,使得系統(tǒng)的工作效率極大的降低。因此提出了一種基于主從方式的虛軸跟蹤控制策略,在系統(tǒng)偏載情況下,能夠及時消除液壓缸之間的位移誤差,無需停機(jī)消除累計誤差,在確保系統(tǒng)滿足系統(tǒng)設(shè)計誤差的同時使得系統(tǒng)工作效率得到極大提升,優(yōu)化了系統(tǒng)設(shè)計。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TU974;TP273
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 頂升鋼平臺模架系統(tǒng)簡介
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 頂模系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 同步控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究內(nèi)容
第2章 頂模液壓系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 頂模平臺同步控制主要技術(shù)要求
    2.2 頂模系統(tǒng)的組成
    2.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.1 油缸動作流程
        2.3.2 液壓同步回路及控制方式確定
        2.3.3 安全性設(shè)計
        2.3.4 液壓原理圖
    2.4 液壓系統(tǒng)參數(shù)計算與元件選型
        2.4.1 主油缸計算選型及受力分析
        2.4.2 小油缸選型
        2.4.3 液壓泵及電機(jī)選型
        2.4.4 其他元件、輔件的選型
    2.5 頂模液壓系統(tǒng)中油缸不同步原因分析
    2.6 四缸同步控制策略
        2.6.1 液壓同步控制系統(tǒng)方案
        2.6.2 控制算法
    2.7 本章小結(jié)
第3章 四缸同步控制數(shù)學(xué)模型的建立與穩(wěn)定性分析
    3.1 建立數(shù)學(xué)模型
        3.1.1 閥控非對稱缸建模的理論分析
        3.1.2 系統(tǒng)中各元件的數(shù)學(xué)模型
        3.1.3 單個閥控缸數(shù)學(xué)模型
    3.2 傳遞函數(shù)中參數(shù)的確定
    3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 同步控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真
    4.1 AMESim和 Simulink軟件概述
    4.2 建立仿真模型
        4.2.1 液壓系統(tǒng)仿真模型
        4.2.2 控制算法仿真模型
        4.2.3 設(shè)置同步控制系統(tǒng)的仿真參數(shù)
        4.2.4 實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真
    4.3 仿真過程及結(jié)果分析
        4.3.1 階躍響應(yīng)分析
        4.3.2 不同控制算法下的同步系統(tǒng)仿真
        4.3.3 偏載下的同步系統(tǒng)仿真
    4.4 本章小結(jié)
第5章 同步控制系統(tǒng)特性分析及PID算法優(yōu)化研究
    5.1 同步控制系統(tǒng)的誤差分析
    5.2 控制策略優(yōu)化
    5.3 PID參數(shù)整定
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文

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本文編號：2885661