基于电液比例控制的装载机工作装置系统研究

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1、分类号：TH243.1单位代码：10183研究生学号：2015412057密级：公开吉林大学硕士学位论文(学术学位）基于电液比例控制的装载机工作装置系统研究ResearchontheOperatingDeviceofLoaderBasedonElectro-hydraulicProportionalControl作者姓名：王永超专业：机械电子工程研究方向：流体传动与控制指导教师：刘昕晖教授培养单位：机械科学与工程学院2018年5月—————————————————————基于电液比例控制的装载机工作装置系统研究—————————————————————ResearchontheOp

2、eratingDeviceofLoaderBasedonElectro-hydraulicProportionalControl—————————————————————作者姓名：王永超专业名称：机械电子工程指导教师：刘昕晖教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独

3、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已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已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。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使

4、用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：机械电子工程论文题目：基于电液比例控制的装载机工作装置系统研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学（南岭校区）机械科学与工程学院长春市人民大街5988号（130025）作者联系方式：jluwyc@163.com摘要基于电液比例控制的装载机工作装置系统研究自液力传动技术在装载机上应用而来，解决了因车辆工况多变而导致的功率匹配问题，人们转而将目光转至装载机的核心组件工作装置。工作装置的作业效率在很大程度上决定了整机性能，但如何进一步提高其工作效率，降低驾驶员操作强度，则对控制系统提出了更高的要求。随

5、着最近几年来装载机普遍应用机电一体化技术，国内外的主流产品主要集中于基于负载敏感的液压比例或电液比例先导控制系统。虽然比例控制系统在装载机中已经应用成功，但由于各厂商采用的控制算法不同，其控制品质也有所差异。本文依托于校企合作项目“装载机开发”（项目号：FW/RD201640），针对目前国内装载机工作装置系统所存在的问题进行重点研究，并将相应成果应用在样车上。该系统采用电液比例控制，极大的提升了整机的作业效率和自动化程度，同时，也有效的改善驾驶人员的操作体验。本文通过理论研究、仿真分析和样车实验，对其系统特性进行全面分析并得出相关结论。理论研究阶段，在查阅大量文献的基础上，总结国内

6、外电液比例技术在装载机上的技术现状和应用，同时完成电液比例控制系统的原理分析和组成说明。完成装载机工作装置电液比例控制系统的设计，辅以整机的具体动作对液压系统工作原理进行具体分析，同时完成对微机控制系统的元件选型和电控系统的分析与设计。通过构建系统各环节主要元件的理论模型，推导出传递函数并对其进行稳定性校核，为接下来的控制策略研究和仿真分析奠定理论基础。利用MATLAB/Simulink软件平台完成对装载机工作装置电液比例控制系统仿真模型的构建，结合各类控制策略对仿真结果进行分析，对比各种算法的λμ优势及不足，引出分数阶PID控制算法并应用于该系统。仿真结果表明，相λμ比于传统的整

7、数阶控制算法而言，分数阶PID控制算法在控制形式上更为灵活，能取得更好的控制效果。以某型号装载机为试验样车，设计了工作装置电液比例控制系统实验方案，对理论研究、仿真分析所得到的系统模型进行进一步验证。实验结果表明，电液比例控制系统在样车上的实际性能表现和理论分析模型基本符合。实验结果Iλμ对前文的理论分析有很好的验证作用，说明分数阶PID控制算法在装载机工λμ作装置电液比例系统中有良好的性能表现，为分数阶PID控制算法在其他工程车辆电液比例控制系统中的应用中提供一定工