液压同步顶升系统设计及控制策略研究

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1、硕士学位论文液压同步顶升系统设计及控制策略研究ResearchonDesignandControlStrategyofHydraulicSynchronousLiftingSystem作者姓名：刘鑫导师（职称）：邓三鹏教授学科（专业）：机械电子工程提交论文日期：2015年12月分类号：学校代码：10066密级：学号：03M080213006液压同步顶升系统设计及控制策略研究ResearchonDesignandControlStrategyofHydraulicSynchronousLiftingSystem作者姓名：刘鑫导师（职称）：邓三鹏教授一级学科：机械工程学科（专业

2、）：机械电子工程年级：2013级提交论文日期：2015年12月学位授予单位：天津职业技术师范大学i独创性声明声明：本人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。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以

3、将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、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日ii摘要同步顶升液压系统是同步顶升技术装备的核心执行机构，采用该技术可以对桥梁等建筑物实施不损伤其原有的结构顶升或者是进行水平的移动，这种方法对比于传统爆破拆除方式来说，具有经济环保、无污染、效率高、交通中断时间短等诸多优点。我国现阶段由于核心技术的设计与使用经验不足不成熟以及设备成本的限制，利用同步顶

4、升进行桥梁等建筑物进行顶升作业或者平移的装备和技术的研究处于工艺方法多种多样各自为战的水平。为促进我国同步顶升技术装备与工艺的研究开发，改善技术应用条件的局限性和通用性，本文通过对比分析梳理国内外相关技术的特点，设计了液压同步顶升装备的液压控制系统，建立了液压系统的模型，并通过液压仿真软件AMESim对有关液压结构进行了局部模拟顶升研究，得到了液压机构进行顶升作业的部分关键参数。本课题主要研究内容如下：（1）深入分析了国内外有关多液压缸同步顶升系统设备后国内外发展现状及发展趋势，研究了项目的研究背景和意义以及液压同步顶升技术的国内外应用情况及其典型的发展阶段的多个成功应用案

5、例，通过深入了解究了影响同步顶升系统同步性能的因素和技术特点。（2）研究设计了一种以高性能工控机为核心控制平台，利用西门子PLC的可编程控制器进行控制，并将处理后的数据通过组态监控软件的人工操作界面的操作，去控制液压缸等系统执行机构进行顶升，组态监控软件为软件平台与传感器构成的分布式同步顶升控制系统的总体方案、液压基站的技术方案、液压回路方案、系统间网络通信方案等。（3）依据同步顶升液压基站选用的液压缸和液压控制阀，对液压系统进行设计和理论计算分析，对AMESim软件逐步搭起来的同步顶升液压系统仿真模型设置不同的仿真参数，模拟受力不同、偏载等工况下顶升作业参数，进而分析验证

6、仿真模型的正确性。（4）利用MATLAB仿真软件的Simulink包设计模糊PID控制器，结合AMESim与Simulink接口搭起联合仿真模型，详细介绍仿真平台相关参数以及软件接口的设置方法，在该联合仿真平台上对同步顶升液压系统进行不同工作状态和工作方式的算法仿真，对仿真结果进行对比分析，确定有关关键的工作参数，增加同步性的牢固可靠程度与精度。再通过对液压顶升系统软硬件进行调试，根据结果分析系统性能及有效性，逐项进行优化改进，为实际的顶升工程应用做准备打基础。（5）根据液压同步顶升系统的技术方案进行元器件的选型；PLC硬件选型与程序设计；上位机系统组态监控软件选型与设计、

7、HMI界面与界面趋势图设计，上位机报警与故障显示设计；进行了组态软件与PLC间的网络通信设计，PLC系统通信方法设计等。关键词：液压系统；同步顶升；建模仿真；模糊控制；PIDiiiAbstractSynchronousjack-upliftinhydraulicsystemisthecoreofthesyncjack-uptechniqueequipmentactuators,adoptthetechnologyonthebuildingsuchasbridgecannotdamagetheoriginalstru