万方数据选题的依据与意义国内外文献资料综述绪论提梁机概述国内外研究现状悬架分类及常用控制方法课题研究的意义及目的课题研究的主要内容轮胎式提梁机行走支撑系统分析型轮胎式提梁机的基本工作原理轮胎式提梁机行走台车结构分析行走支撑机构分析主动悬架液压系统研究路面不平度研究本章小结提梁机主动悬架系统数学模型的建立液压悬架系统性能指标路面输入模型悬架系统模型的选取液压主动悬架系统数学模型的建立基于单轮车体的液压悬架动力学模型本章小结提梁机主动悬架控制方法研究线性二次型最优控制研究主动悬架系统能控性能观性分析主动悬架状态调节器的设计本章小结仿真模型的建立及结果分析,,万方数据,万方数据选题的依据与意义国内外文献资料综述绪论提梁机概述国内外研究现状悬架分类及常用控制方法课题研究的意义及目的课题研究的主要内容轮胎式提梁机行走支撑系统分析型轮胎式提梁机的基本工作原理轮胎式提梁机行走台车结构分析行走支撑机构分析主动悬架液压系统研究路面不平度研究本章小结提梁机主动悬架系统数学模型的建立液压悬架系统性能指标路面输入模型悬架系统模型的选取液压主动悬架系统数学模型的建立基于单轮车体的液压悬架动力学模型本章小结提梁机主动悬架控制方法研究线性二次型最优控制研究主动悬架系统能控性能观性分析主动悬架状态调节器的设计本章小结仿真模型的建立及结果分析仿真环境简介系统仿真参数的确定基于控制的系统仿真模型建立万方数据仿真结果分析本章小结总结与展望论文总结工作展望参考文献附录攻读工程硕士学位期间发表的测控制线性最优控制和最优控制等。最优控制可以概述为对个受控的动力学系统或运动过程，从类允许的控制方案中找出个最优的控制方案，使系统性能指标值为最优。在系统运行过程中，对系统中变量的影响加以考虑，因而控制效果比较好。万方数据三峡大学专业硕士学位论文课题研究的意义及目的近年来，各铁路客运专线开工时间集中，在大梁的制造测试运输过程中，所需的大型专用设备主要有提梁机运梁车架桥机，其需求量都迅速增长。本文结合工程实际，对郑州大方桥梁机械有限公司生产的型轮胎式提梁机的悬挂系统进行分析并改进，该提梁机主要作用于梁场，将大梁在梁场之间进行搬运，由于道路情况复杂，车辆的车身不可避免的会产生振动，对车辆的行驶平顺性操作稳定性和乘员的舒适性及车辆的寿命都会产生较大的影响。而目前该提梁机使用的是独立液压悬架，无法根据实时路面状况进行自适应调节，主动悬架的研究已经收到日益广泛的重视，成为悬架发展的重要趋势。基于最优控制理论的主动悬架可以根据路面作用力的大小和车辆的运动状态，自适应改变悬架参数，使其性能达到最优。故提梁机采用这种主动悬架可以较好地缓冲路面产生的冲击振动，从而能够提高提梁机的行驶安全性和稳定性。课题研究的主要内容本文主要针对轮胎式提梁机的工作要求，在传统的轮胎式提梁机被动悬架的基础上进行改进，提出了采用具有高精度的比例阀控液压缸的液压主动悬架系统，并对其液压悬架的主动控制进行研究。最后通过软件进行仿真分析。主要进行以下几方面的研究以单个提梁机台车行走支撑系统为研究对象，结合工程实际，对型轮胎式提梁机的液压悬架系统性能进行分析，提出液压主动悬架系统方案，并对液压悬架系统的进行力学分析。对行走台车架上的多个液压悬架的减振和调平功能进行分析，探讨路面不平度对液压悬架系统的影响，包括对车架梁加速度的影响和对悬架油液压力的影响。确定液压悬架系统性能评价指标，建立白噪声随机等级路面输入模型，并对左右路面输入相关特性进行了研究。在单轮车体模型的基础上，建立主动悬架系统动力学分析模型。根据阀控液压缸理论，建立阀控液压缸数学模型并进行相关简化，得到阀芯位移与液压缸活塞杆行程的数学关系。根据最优控制理论，设计主动悬架状态调节器，通过计算分析控制模型的可行性，最终得到最优控制器的控制力。利用软件分别对主动悬架和被动悬架系统模型进行仿真分析比较。万方数据三峡大学专业硕士学位论文轮胎式提梁机行走支撑系统分析行走支撑系统般由多个行走支撑机构和悬架系统所构成，提梁机的行走支撑机构和液压悬挂系统支撑着整个车体的重量和提梁机运输箱梁的重量，提梁机的支撑方式采用的是液压悬架，可以减轻工程路面上产生的动载荷。本章以轮胎式提梁机为研究对象，对单个台车行走支撑系统进行设计分析。型轮胎式提梁机的基本工作原理型轮胎式提梁机的主要构成部分有主梁走行台车动力模块支腿提升和支撑液压系统液压传动系统提升系统转向系统微电控制系统液压制动系统电气系统安全装置等。型轮胎式提梁机整车采用的是全液压驱动行驶，属于高综合水平的“机电液”体化大型设备提梁机的起升采用液压卷扬机提梁机的各行走桥液压悬架升降提梁机的转向采用各悬架行走轮组独立转向，机电液控制提梁机转向系统。提梁机液压系统的工作原理如图所示。发动机泵泵泵驱动马达微电控制系统控制阀控制阀悬架油缸转向油缸卷扬马达支承油缸纵移油缸横移油缸图液压系统工作原理图显示，提梁机整个液压系统由三台液压泵驱动运行，且为了提高整个系统工作性能，由微电控制系统协调整个提梁机的运行。其中，泵输出的高压液流驱使轮胎行走泵输出的液压油带动悬架油缸转向油缸和卷扬马达的正常工作泵输出的液流驱使支撑油缸纵移油缸和横移油缸的正常运行。万方数据三峡大学专业硕士学位论文轮胎式提梁机行走台车结构分析提梁机自重，能够最大限度运输箱梁的重量为，故工作时总重量可高达。整车共有个悬挂，共有个轮胎。提梁机的整体结构由个单独的行走台车所组成，其中主体受力结构由主梁和支腿所构成。每个行走台车的受力需保持均匀来保证主体结构受力平衡，提梁机的每个行走台车为四轴八悬架，轮胎式提梁机的单个行走台车如图所示，由根车架梁个轮组个轮胎套顶升机构等组成。为了保证组悬架油缸之间受力平衡，每个悬架油缸之间串联连接来调节路面不平时对车架的影响。顶升机构行走支撑机构轮胎牛腿车架图行走台车结构图八个悬架油缸采用串联的连接方式，悬架油缸通过压力油的相互流通进行伸缩来保证悬架支撑机构受力均衡，使提梁机悬架支撑机构受到的作用力均匀分配，避免由于支撑机构的过载失效，影响整台提梁机的稳定性和安全性。故悬架油缸之间串联的连接方式有效地提高了提梁机对路面不平的适应能力。行走支撑机构分析行走支撑机构由液压缸支撑臂和平衡臂三部分组成，平衡臂固定在车轮轴上，平衡臂与悬挂臂通过铰点进行连接。当提梁机行驶在不平路面时，通过液压减震器来调节车架的水平高度，使整个提梁机水平行驶。提梁机的轮胎具有主动轮组和从动轮组之分，如图所示，主动轮组和从动轮组的行走支撑机构均由液压缸平衡臂和支撑臂三个部分组成，但是从动轮组只需要进行承载，而主动轮组在承载的同时还需要提供提梁机行走时的动力源。万方数据三峡大学专业硕士学位论文主动轮从动轮图主动轮和从动轮行走支撑机构轮胎式提梁机采用液压悬架的方式，方面有利于提梁机台车的快速调平和整车的升降，另方面悬架液压缸具有能够伸缩补偿的特性，使提梁机在不平路面行驶时轮胎承载均衡，保证提梁机的行驶稳定性和安全性。机构受力分析如图所示，为行走支撑机构的受力分析图，其主要包括转向装置连接盘支撑臂悬架油缸平衡臂轮胎等组成部分，分别为连接点与点与点与点与之间的距离。由图可见，平衡臂与提梁机轮轴相互固定起支撑作用，悬架油缸的两端分别与支撑臂的端点和平衡臂的端点以铰接的方式相连，使悬架油缸的端点可以转动。而支撑臂的端与车架固定，另端与平衡臂铰接相连，故支撑臂仅能实现水平方向的运动。由于提梁机行驶过程中负载力很大，故本文的分析过程中将水平阻力和相关支撑机构的重量忽略。万方数据三峡大学专业硕士学位论文转向装置连接盘支撑臂悬架油缸平衡臂轮胎图行走支撑机构受力分析示意图结合图，支撑机构在车架向下的压力和两车轮地面支撑合力的作用下受力平衡，故有式由于支撑机构所受力矩平衡，故分别对于铰点和铰点列出支撑机构的力矩平衡方程有其中，力为平衡臂受到的悬架缸的作用力，力为平衡臂受到的支撑臂的作用力。根据余弦定理，在中对角和角有故推导可得，悬架油缸的受力和支撑臂的受力分别为万方数据三峡大学专业硕士学位论文故当支撑机构的机械结构确定以后，就可以根据支撑机构的承载力得到悬架油缸的受力情况。工作原理分析如图所示为单个行走支撑工作简图。为保证提梁机行走支撑系统中各个油缸压力大小致，每个轮组内的油缸大腔彼此连通。在提梁机正常工作前，需要调节悬架油缸使悬挂高度处于中位，使提梁机在不平路面行驶时，提梁机的悬架系统能够满足行驶过程中的伸缩空间要求。图水平路面行走时行走支撑简图液压缸与支撑臂和平衡臂铰接，可绕其铰点转动。提梁机在工程路面行驶时，车辆轮胎会随着路面的高低不平而发生振动，为了缓解路面产生的冲击振动保证提梁机的行驶安全性能，主要通过轴负载液压缸来调节车架的高度。避免由于悬架液压缸的过载变形而影响提梁机的安全性能。当提梁机分别在凸起和下凹路面行驶时，其行驶过程中的支撑状态分别如图和所示。当提梁机行驶至凸起路面时轮胎被抬起，平衡臂绕着点逆时针转动，故悬架液压缸绕点逆时针转动并受到压缩，压缩油液流入与该悬架液压缸相串联的液压缸无杆腔中，推动这些液压悬架伸出，使提梁机平稳行驶当提梁机行驶在下凹路面时轮胎高度突然降低，平衡臂绕着点顺时针转动，与此悬架液压缸相串联的液压缸中的油液在压力作用下流入悬架液压缸，此时悬架液压缸也绕着点顺时针转动万方数据分类号密级公开专业硕士学位论文轮胎式提梁机主动悬架系统的设计及控制方法研究学位申请人朱华玲专业领域机械工程指导教师谭宗柒教授二四年五月万方数据,万方数据三峡大学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，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。