专用汽车配套的液压冲击器建模仿真与优化研究

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1、中图分类号：TH137.7学校代码：10856学号：M060112158硕士学位论文Master’sThesis专用汽车配套的液压冲击器建模论文题目仿真与优化研究车辆工程专业刘昀波作者姓名杨国平指导教师完成日期2Gl4年12月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签

2、名:日期：P/5年J月/i>日上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密s/。(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：別叫在指导教师签名日期：>/5年3月B日日期：2彳5年J月/i日中图分类号：TH137.7学校代码：10

3、856学号：M060112158上海工程技术大学硕士学位论文专用汽车配套的液压冲击器建模仿真与优化研究作者姓名：刘昀波指导教师：杨国平专业：车辆工程学院：汽车工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：陈关龙教授曹伟武教授答辩委员会主席：陈关龙教授成员：陈凌珊教授曹伟武教授陈力华教授罗一平教授UniversityCode：10856StudentID:M060112158MODELING,SIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFHYDRAULICIMPACTORWHICHMATCHEDWITHSPECIAL-PUR

4、POSEVEHICLESCandidate:LiuYunboSupervisor:YangGuopingMajor:VehicleEngineeringCollegeofAutomotiveEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014专用汽车配套的液压冲击器建模仿真与优化研究摘要液压冲击器是一种利用液压能使活塞进行往复运动，达到破碎目的的冲击机械。传统的液压冲击器一般都采用自动配流的方式，这种形式的液压冲击器活塞的冲击能与液压泵输

5、入流量的平方成正比，活塞的冲击频率与液压泵输入流量成正比，输入流量的改变对冲击能的影响比对冲击频率的影响大，提高冲击频率来缩短作业时间的时候，活塞冲击速度的值可能会过大，使活塞或者钎杆出现塑性变形。为了克服传统液压冲击器的这个缺点，本文以某型号的液压冲击器为原型，根据液压冲击器压力反馈原理，在配流阀上增加一个先导锥阀，使液压冲击器具备了独立调节冲击能和冲击频率的功能。根据活塞、配流阀和先导锥阀的运动状态的可能组合，本文将这种装有先导锥阀的液压冲击器一个周期内的运动分成7个阶段，建立了相应的非线性数学模型，并对先导锥阀的调节范围做了理论分析。根据

6、非线性数学模型，确定仿真过程中的约束条件，建立了液压冲击器的MATLAB/Simulink仿真模型，并使用Stateflow模块，使冲击器在不同的工作阶段之间成功转换。将仿真所得活塞冲击速度运动曲线图和实验测量得到的活塞冲击速度运动曲线图作对比，证明液压冲击器的仿真模型基本正确，能进行仿真研究。然后分析了主要参数对液压冲击器活塞冲击速度的影响，并用仿真结果证明先导锥阀在给定的预调压力值合理的时候，能够独立调节冲击能和冲击频率。液压冲击器大部分参数一旦确定，就不能更改，做实物正交试验成本太高。针对用实物做正交试验的不足，本文将使用Isight软件

7、中的试验设计算法库，通过Isight与MATLAB/Simulink两个软件进行基于联合仿真的正交试验分析，并对仿真结果进行极差分析与方差分析。试验分析法虽然能找到影响较大的因子，但不能找到最优解。因此，本文将使用优化设计方法来研究这个问题。通过Isight与MATLAB/Simulink两个软件进行联合仿真，分别使用连续二次规划法和多岛遗传算法两种优化方法，以活塞冲击速度为优I化目标，以活塞前腔有效作用面积、活塞后腔有效作用面积、高压蓄能器充气压力和反馈信号口的位置为设计变量，分别对约束活塞冲击速度取值范围和不约束活塞冲击速度取值范围的两种情

8、况进行优化设计，并将两种优化算法的结果作对比研究。关键词：液压冲击器，先导锥阀，联合仿真，正交试验设计，优化设计IIMODELING,SIMULATI