压桩机吊机回转制动能量回收系统研究

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1、万方数据中图分类号匹鱼ZUDC621硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏压桩机吊机回转制动能量回收系统研究ResearchontheBrakingEnergyRecoverySystemofPileDriverCrane作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：刘振机械工程车辆工程机电工程学院胡均平教授论文答辩日期型生坠!：<答辩委员会主席中南大学2014年5月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和

2、致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：壹]盏日期：兰==!生年上月L日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数

3、据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。导师签名勰万方数据压桩机吊机回转制动能量回收系统研究摘要：液压静力压桩机因具有工作效率高、无污染和无噪音等优点，而广泛应用于预制桩基础施工。吊机是压桩机的关键装置之一，其回转转动惯量很大，制动时释放的大量惯性能通过溢流、摩擦转化为热能，这不仅造成能量的浪费，而且影响吊机的工作性能。但查阅国内外文献，从未有人对此问题进行研究，因此，对压桩机吊机回转制动能量回收系统的研究具有开创性的重要意义。首先，分析了能量回收节能技术的研究现

4、状，结合压桩机吊机的工作原理和施工特点，设计了两套回转制动能量回收系统：其一，普通蓄能器蓄能回转制动能量回收系统，利用卸荷阀与液控单向阀实现蓄能器对回转制动能量的存储和释放；其二，基于二次调节技术回转制动能量回收系统，结合了二次调节技术和液压蓄能器储能能量回收技术，通过自适应模糊滑模控制器控制二次元件工作在四象限，以实现回转制动能量的回收再利用。其次，利用AMESim和MATLAB／simulink软件对原压桩机吊机回转系统和两套回转制动能量回收系统进行建模和仿真。仿真结果表明：原系统制动时通过溢流损失了大量的制动

5、能量，其回转速度特性一般；普通蓄能器蓄能回转制动能量回收系统的能量回收率较好，但回转速度特性较差且不可控；基于二次调节技术回转制动能量回收系统的能量回收率最好，且在自适应模糊滑模控制器的控制下可获得理想的速度特性和优良的控制性能。再次，仿真分析了系统的相关参数对基于二次调节技术回转制动能量回收系统能量回收率的影响。仿真结果表明：蓄能器的体积和预充气体压力对能量回收率的影响较小，制动时间与负载对能量回收率影响较大。最后，搭建了二次调节回转制动能量回收系统实验平台，采用OPC技术实现了PLC和MATLAB之间的数据通讯

6、，实现了压桩机吊机转速的实时自适应模糊滑模控制。实验结果和仿真结果能较好地吻合，验证了所建模型的正确性和合理性，为二次调节回转制动能量回收系统在压桩机吊机上的工程应用提供了指导依据。关键词：液压静力压桩机；能量回收；蓄能器；二次调节；自适应模糊滑模控制分类号：TU67万方数据ResearchontheBrakingEnergyRecoverySystemofPileDriverCraneAbstract：Fortheadvantagesofhi．ghefficiency,nopollutionandnonoise，

7、hydraulicstaticpiledriverhasbeenwidelyusedinprefabricatedpileconstruction．Thecraneisanimportantdeviceofthehydraulicstaticpiledriver．Withlargerotaryinertia，thecranewillreleasealotofenergyinthebraking，whichnotonlywastesenergy,butalsoaffectstheperformanceofthehyd

8、raulicsystembecausemostofthebrakingkineticenergyisconveaedintoheatbythefrictionandoverflow．However，athomeandabroadthisissuehasneverbeenstudied，therefore，studyontheslewingbrakeenerg