3毕业设计外文资料翻译

1、毕业设计外文资料翻译题目挖掘机工作装置液压系统建模与参数估计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0806班学生贺斌学号20080403076指导教师李宏伟二O一二年四月九日鱼fin斡J. CraL 沁比 IIhK. IwfcnDL也 珈-3S6TMM； lftlW7.L37HBS-4W7J-hfu吐凶ing nd parameter stiination ftr hydraulic .system ofexcavators armHE Q血-皿何诲华h HAO rtnR議Iflh胡AUG曲叩版张太闵(Schixil af Kfwbanic| 说 Rlertrkd Ijigin申trif

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35、face J. Control Engineering Practice, 2002,12(1): 657-711.P NGUYEN H Q. Robust low level control of robotic excavation Br Sydney: University of Sydney, 2000: 8-11.S SIIAIIRAM T, SEPTIMIU S E KEYVAN H Z. Impedance control of a teleoperated excavator 卩.IEEE Transactions on Control Systems Technology,

36、2002,10(3)； 355-367.刃 CHEN Qian-gen, JI Yufi-ftng, WU Wang-rong. Load indepfndent flow distribution control system J. Hydraulic and Pneumatic, 2003(10)： ?-ll+(in Chinese)LI Hong-ren. Hydraulic controlling system M, Beijing： Defense Industry Pre隔 1981: 59-60, (in Chinese)BORA EP Improved nonlinear mo

37、delitig and control of electro-hydraulic systems D)Boston: Northeastern Universiiy, 2000: 78-S0.1可 ZHANG Wei-hanF The research of non-aymmetry oil cylinder system controlled by symmetry valve and characteristic D. Changchun:JCentSouth UnivTechn01（2008）1 5：382386DOI：101007/sl771008-0072-1 挖掘机工作装置液压系统

38、建模与参数估计 何清华，郝鹏，张大庆（ 湖南山河智能机械股份有限公司,长沙 410100; 2中南大学机电工程学院,长沙 410083）摘要：首先介绍了试验挖掘机机器人改造后的电液比例系统。而后结合所采用的LUDV系统 （load independent flow distribution system）的特点，以动臂装置液压系统为例，从电液比例阀的动态 特性,液压系统的流量方程、连续性方程及力平衡方程入手,给出了电液比例系统的数学模型;在此 基础上，根据试验结果对电液比例模型进一步进行简化，并利用相关的试验对模型进行了验证。通 过对挖掘机动臂装置的结构和受力分析，导出了模型中液压缸等效质量（

39、M）、液压缸负载力（Fl） 等参数的估算方法和公式;通过试验辨识的方法确定阀的流量增益系数（ Kq ） 取值范围。关键词：挖掘机;电液比例系统;LUDV系统;建模;参数估计液压挖掘机由于具有经济性及适应多种用途的优点，被广泛的应用于包括农业、建筑、及军事 等领域，并起到举足轻重的作用，己成为工程机械的主流产品。机电一体化、自动化目前已成为工 程机械的发展方向，因此液压挖掘机的自动化也逐渐成为各国的研究重点 ;其中工作装置的自动 控制又成为国内外研究的热点课题。对挖掘机工作装置的轨迹跟踪控制，不同的研究者可能采取不 同的控制策略. 但无论采用何种控制策略，都要求首先掌握挖掘机工作装置的结构及其液

40、压驱动 系统的动、静态特性等先验知识，其控制品质主要取决于专家对挖掘机工作装置及其液压系统各特 性中先验知识所掌握的程度。若能获取系统精确的数学模型，则有助于控制系统设计。然而，在建 模过程中发现该系统十分复杂，它具有非线性和快时变的特点，即使采用系统辨识的方法，也不能获 得收敛的模型参数。国外有很多学者采用了非线性方法建模，虽有不错的效果，但其控制器设计普 遍比较复杂，距离工程实际有一定的距离。本文从工程实际的角度对模型进行简化，得到的控制模 型易于控制，控制器的实现相对简单，降低控制成本。为此，作者从电液比例阀的动态特性、系统的 流量方程、连续性方程和力平衡方程入手，对挖掘机工作装置液压系

41、统的简化模型、模型参数的估 算方法和估算公式进行研究。1 试验挖掘机简介本文所研究对象为反铲液压挖掘机（见图1） 。在进行轨迹控制时，把图1所示的工作装置作为三 自由度的机械手来处理（动臂、斗杆及铲斗3 个自由度，并在其上分别装有倾角传感器） ，控制工作 装置的末端（即铲斗尖）以跟踪规划好的期望轨迹，期望轨迹就被称为铲斗轨迹控制中的目标值。在 实际控制过程中，通过计算机编程控制动臂、斗杆及铲斗液压缸的动作，使3个液压缸协调动作，最终 实现工作装置跟踪目标轨迹。为了进行计算机控制，必须对所使用的挖掘机平台进行电液改造。阴巴B铲斗厠角传感器斗杆颂命传憋器治G；r图1 挖掘机工作装置示意图本文利用湖

42、南山河智能机械股份有限公司生产的SWE85液压挖掘机为平台进行机器人技术 改造。在原系统的基础上,通过加装电比例减压阀,实现电液先导回路取代原来的液压先导回路,并 与原机器上的SX214型多路阀一起构成先导式电液比例阀（改造后的电液比例系统如图2所示。由 于篇幅限制,本文的分析以动臂装置液压系统为例加以说明,斗杆和铲斗的液压系统与之类似,特此 说明） ;用电手柄取代原有机器的液压先导手柄,而且手柄上装有人工控制和自动控制的切换按钮。 改造后的挖掘机的液压系统不变,试验平台采用力士乐公司的负载独立分配系统,该系统的可控性 和节能性都非常出色。比例减压阀】1动臂液压缸 岀例减压阀2AMzrzqRe

43、Arolh Sx14 多路阀变星泉匚7 -卜先导回路图2改造后的电液比例系统示意接其它工捽装置油路接Jt它压力补偿阀压力补偿阀来白比例喊压阀图3改造后的LUDV液压系统示意图2电液比例系统模型电液比例阀动态特性 由于系统的电液比例系统由比例减压阀与多路阀组成,因此将电液比例阀阀芯的位移与输入电 流之间的传递函数简化为1阶环节。(1) TOC o 1-5 h z X(s)Kv=II (s)1+bsv式中:Kt为比例阀的电流增益, b为惯性环节的时间,常数;Iv = I ( t) - I , I ( t)为比例阀的控Id制电流, I 为消除搭接量而加入的初始工作电流。 d电液比例阀的流量方程本试验

44、平台SWE85挖掘机液压系统部分采用 的是力士乐公司的LUD V系统，由LUD V系统工作 原理可得阀的流量方程,即Kt)00y P-(3)CdWX.严hpK t) 0N peg XAP式中:Pr为回油压力,P为负载敏感阀的弹簧设定压力, Cd为流量系数,W为阀的开口梯度；Xv为芯位移;p为油液密度；Q1与Q2和P1与P2分别为液压缸无杆腔、有杆腔流量和压力; P1与厶P2分别为阀口两端的压差，挖掘机在正常工作中(系统不饱和时), P的设定值为一常数, 一般为210MPa。从图4所示的压力测试曲线可以看出，挖掘机在工作过程中，不管负载如何变化, P基本保持在210 MPa。从而可见流经阀的流量

45、与换向阀的开口面积成正比而与负载的大小无 关。因此式(2)可以简化为:Q1 = KqXv ( t)I ( t)三 0,2APKq = C W -(4)d 、l p式中:Kq为阀的流量增益系数 本文中 P =210MPa。200 旨150 工100 50*严:二泵出口压力 止压力 dP值15102.3液压缸的连续性方程通常工程机械不允许存在外漏油现象，由于密封技术的发展，戶经基本杜绝了外泄现象;实际上作者通过多次试验,发现试验机内泄确实很小。因而可以忽略内外泄的影响。当无杆腔进油，有杆20腔回油时,得到液压缸的连续性方程为 5 :广 A1y+Q2V P2=Ay-2小2) pa(5)式中:A1与A

46、2为液压缸无杆腔、有杆腔活塞有效面积;V1与V2分别为液压缸进出油腔的体积 (包括管道和接头的体积);y为活塞的位移,书e为有效体积弹性模量。2.4 液压缸的力平衡方程忽略液压缸内的油液质量,并设动臂液压缸承受刚性负载,可有F = p 1A - p2A2 = M y +Bc y + F6)式中:F为液压驱动力;Bc为活塞和负载的粘性阻尼系数;Fl为所有反向负载力，其方向与活塞 杆的运动方向相反,M为活塞杆的等效质量。2.5 电液比例系统简化模型对式式(6)进行拉氏变换，可以推导出电液比例系统的简化模型5, 6 为b X (s) + b sF (s)Y 二 1 v f 1(7)(s) s(a s

47、2 + a s + a )0 1 2式中：b = P K (AV + VA2 /A )I a q 1 2121b =VVf 1 1a =VV M0 1 2a =BVVc 1 2a = P (V A2 + VA2 )a 21123 参数估计从上面的建模过程及式( 7)中不难看出,系统数学模型中的参数几乎都与挖掘机工作装置的结 构、运行状态和位姿有关,这些参数是时变的,因此要获得其精确的数值或是计算公式很困难, 本文 对上述模型中的关键参数进行近似估算 7, 8 , 确定其变化范围(本文以动臂液压缸为例) 。 3.1液压缸负载等效质量的估计动臂、斗杆及铲斗一起构成动臂液压缸的负载(假设无外负载) ,作为运动体,动臂是绕某铰接 点转动,而斗杆和铲斗在运动过程中都是相对它们的绞点运动,它们相对于缸体或活塞的运动不是 直线运动，即在力平衡方程式(5)中，动臂作为运动体，其运动方向并不是y所指方向。因此力平衡方 程式(5)中的M不能简单认为就是运动体(动臂、斗杆、铲斗)的质量和。设动臂在B点缸体的延伸 方向受到包括油缸推力和动臂、斗杆及铲斗等自重在内的合力Fc , B点在该方向的加速度为ac。 将Fc分解为沿O1B垂直方向和O1B方向的两个分