【17页】外文翻译--挖掘机臂液压系统的模型化参量估计.doc在线文档

最后用阶跃电流控制电液比例阀来测试动臂液压缸中液压油的阶跃响应。

根据实验曲线，阀门的流量增益系数被确定为，并验证了该模型。

关键词挖掘机，电液比例系统，负载流量分配系统，建模，参数估计重庆交通大学二九届毕业设计论文•译文引言由于液压挖掘机具有高效率多功能的优点，所以被广泛应用于矿山，道路建设，民事和军事建设，危险废物清理领域。

液压挖掘机在施工机械领域中也发挥了重要作用。

目前，机电体化和自动化已成为施工机械发展的最新趋势。

因此，自动挖掘机在许多国家逐渐变得普遍并被认为重点。

挖掘机可以用许多控制方法自动地控制操作器。

每种使用方法，研究员必须知道操作器结构和液压机构的动态和静态特征。

即确切的数学模型有利于控制器的设计。

然而，来自外部的干扰使得机械结构模型和各种非线性液压制动器的时变参数很难确定。

关于挖掘机时滞控制的研究已经有人在研究了。

利用模糊的滑动方式和阻抗来控制挖掘机动臂的运动，等采取了阻抗对挖掘机远距传物的控制。

液压机构非线性模型已经由研究员开发出来了。

然而，复杂和昂贵的设计控制器限制了它的应用。

在本文，根据提出的模型，根据工程学和受力平衡，挖掘机臂液压机构模型简化为连续均衡的液压缸和流动均衡的电液比例阀同时，确定了模型的参量的估计方法和等式。

挖掘机机械臂概述液压挖掘机的挖掘研究结果如图。

在图中，表示液压缸，动臂的重力，斗杆，铲斗的重力等在点合力，其方向是沿着液压缸方向可分解成和，他们的方向分别为垂直于和平行于，加速度的方向与是相同的，并且也可以分解成和，和分别是动臂，斗杆和铲斗的重心是它们各自的质量且能通过实验给定，和是铰接点和分别是，和在轴上的投影。

挖掘机的臂被认为是个三个自由度的的机械手三个测斜仪分别装在动臂，斗杆和铲斗上。

在跟踪控制实验中，其目标轨迹是根据挖掘机机械手运动学方程确定的。

然后，动臂，斗杆和铲斗的动作有操作员控制。

为了适应自动控制，普通液压控制挖掘机应改造电动液压控制挖掘机。

基于型原有的液压系统，把先导液压控制系统更换为先导电液控制系统。

重庆交通大学二九届毕业设计论文•译文新改进的液压系统如图所示。

在这系统中，因为动臂，斗杆和铲斗具有相同的特点，将动臂的液压系统作为个例子。

在先导电液控制系统中，先导电液比例阀是在原始的主要阀门基础上增加比例泄压阀衍生出的并且用电子手柄替代液压手柄。

挖掘机的改装系统仍是具有良好的可控性的系统图。

在图中，是可移动的活塞的位移和分别代表流进和流出液压缸的流量和分别表示汽缸的有杆腔和无杆腔，系统和回油路的压力和分别表示汽缸的有杆腔和无杆腔的面积代表阀芯的位移代表加载的负载图挖掘机工作装示意图图挖掘机液压系统示意图重庆交通大学二九届毕业设计论文•译文图改造后液压系统示意图模型的电液比例系统电动液压的比例阀门动力学特性在本文中，电液比例阀包括比例减压阀和主要阀传递功能从输入液流的阀芯位移可如下其中是的拉普拉斯变换值，单位为是电液比例阀获得的液流，单位为是阶系统的时间常数，单位为，和分别表示比例阀门的控制潮流和克服静带的各自潮流，单位为。

电动液压的比例阀门的流体运动方程在本文中，实验性机器人挖掘机采取了系统。

根据系统的理论，可以得到流体运动方程重庆交通大学二九届毕业设计论文•译文其中是负荷传感阀门的压力差，单位为是径流系数，单位为是管口的面积梯度，单位为是油密度，单位为和分别为二个管口压力，单位为当挖掘机流程没有饱和时，是几乎恒定。

在本文中，其值由实验测试得到。

在图中，和分别表示系统压力负荷传感阀门压力和它们的压力差压力系统的实验曲线显示三种不同的压力值。

虽然和随着荷载而改变，但是他们的区别不会随着荷载而改变，其值接近对。

因此，对横跨阀门的流量的作用可以被忽略。

假设，流过阀门的流量与管口阀门的大小成比例，并且荷载不影响流量。

那么方程能被简化为，其中是阀门流量系数，单位为并且图动臂移动压力曲线图液压缸的连续性方程般来说，工程机械不允许外泄。

当前，外在泄漏可以通过密封技术控制。

另，压力，，，时间重庆交通大学二九届毕业设计论文•译文方面，由实验证明了挖掘机内部泄漏是相当小的。

因此，液压机构内部和外在泄漏的影响可以被忽略。

当油流进汽缸无杆腔并且进入到有杆腔内时，连续性方程可以写成其中和分别表示流入及流出的液压缸液体的体积，单位是是有效体积模量包括液体，油中的空气等，单位是。

液压缸力的平衡方程据推测，液压缸中油的质量可以忽略，而且负载是刚性的。

那么可以根据牛顿的法律得到液压缸的力量平衡等式其中是黏阻止的系数，单位是。

电动液压的比例系统简化的模型方程在拉伯拉斯变换以后，简化的模型可以表达为其中是拉伯拉斯变换得到的。

参量估计从塑造的过程和方程中可以得到在确切的简化的模型中与结构，运动情况以及挖掘机动臂的体位有关的所有参量。

而且，这些参量是时变。

因此要得到这些参量的准确值和数学等式是相当难的。

要解决这个问题，本文提出了估计方程和方法来估算模型中的这些重要参数。

估算液压缸负载液压缸臂上的负载假定没有外部负载由动臂，斗杆和铲斗上的负载组成。

在图中，动臂，斗杆和铲斗分别绕着各自的铰接点旋转。

因此他们的运动不是沿着汽重庆交通大学二九届毕业设计论文•译文缸的直线运动，也就是说他们的运动方向与方程中的的方向是不同的。

因此方程中的不能简单的认为是动臂，斗杆和铲斗质量的总和。

考虑到机械手的坐标轴心，机械手的转矩和角加速度可考虑如下其中的和分别是工作装置对的转矩和角加速度。

是点到点的长度由转动定律可得，即其中的是工作装置指向的等效转动惯量，单位是并且写成如下式子，和分别是动臂，斗杆和铲斗对各自的中心的惯性力矩它们的值可以通过模拟动态模型得出。

比较方程和，可以得出点的等效质量液压缸负载的估算工作装置对于等效力矩等式为其中，和分别表示点到和三点的距离那么反力负荷为增益系数阀流量的估计流量传感器可以测量泵的流量。

用于这项工作的仪器为多系统型。

动臂液压缸流量的阶跃响应在电液比例阀控制下的结果如图所示。

同时，该曲线验证等式。