目 錄
第1章 緒論 1
1.1升降機的發展概況 1
1.1.1 國外升降機的發展簡況 1
1.1.2 國內升降機的發展簡況 2
1.2 升降機工作原理概述 2
1.3 升降機的技術特點 4
1.3.1 升降機的性能要求 4
1.3.2 升降機的優點 4
1.3.3 升降機的缺點 5
1.4 本論文的選題意義及研究內容 5
1.4.1 本論文的選題意義 5
1.4.2 本論文的研究內容 6
第2章 升降機的液壓系統設計 8
2.1設計背景及工況分析 8
2.2 液壓系統設計 9
2.3 液壓缸的設計 10
2.3.1 同步伸縮液壓缸的工作原理 10
2.3.2 同步伸縮缸的參數計算 11
2.3.3 缸蓋和活塞頭設計 15
2.3.4 柱塞缸和各級活塞缸的長度計算 18
2.3.5 液壓缸的密封 20
2.4 泵和電機的選擇 21
2.4.1 泵排量的計算 21
2.4.2 電機的選擇 21
2.5 液壓管路的設計 22
2.5.1 管路內徑的選擇 22
2.5.2 管道壁厚計算 23
2.6 油箱設計 23
2.7 過濾器的設計 24
2.8 閥的選擇 24
2.8.1 單向閥的選擇 24
2.8.2 電磁溢流閥 24
2.8.3 節流閥 24
2.9 本章小結 25
第3章 升降機液壓系統模型的建立 26
3.1升降機上行的數學模型 28
3.1.1 泵的數學模型 28
3.1.2 單向閥的數學模型 29
3.1.3 比例流量閥的數學模型 29
3.1.4 液壓橋的數學模型 31
3.1.5 液控單向閥的模型 32
3.1.6 液壓缸的數學模型 32
3.1.7 系統上行的模型 35
3.2 升降機下行的數學模型 36
3.3 本章小結 38
第4章 升降機液壓系統的動態仿真 39
4.1 simulink簡介 39
4.2升降機上行時液壓系統的仿真分析 40
4.2.1 供油子系統的仿真模型 41
4.2.2 液壓橋和液控單向閥組成調整子系統的仿真模型 41
4.2.3 三級液壓缸構成運行系統的仿真模型 42
4.3 升降機上行液壓系統的仿真 46
4.3.1 升降機上行液壓缸的速度曲線 47
4.3.2 升降機上行液壓缸的位移仿真曲線 49
4.3.3 升降機上行液壓缸各級缸筒壓力仿真曲線 49
4.4 本章小結 50
第5章 升降機液壓系統的PID控制 51
5.1 PID控制原理 52
5.2 位置PID控制算法 53
5.3 數字PID控制算法的該進 54
5.4 升降機液壓系統的PID控制器的設計與仿真 56
5.4.1 PID控制器設計 56
5.4.2 采樣周期的確定 57
5.4.3 PID控制器參數整定 58
5.4.4 升降機液壓系統PID控制器仿真 58
5.5 本章小結 64
結論與展望 65
致 謝 67
參考文獻 68
1.4 本論文的選題意義及研究內容
1.4.1 本論文的選題意義
由于升降機具有機房設置靈活、對井道結構強度要求低、運行平穩、載重量大, 以及故障率低等優點, 在國外中、低層建筑中的應用已相當普遍。由于我國對升降機的研制、開發起步較晚, 雖已有一些單位開展研究、生產, 但國產化程度不高, 主要依靠進口。隨著今后人民生活水平的日益提高, 多層建筑也將安裝升降機, 而升降機則是最適宜的機種。另外, 舊房改造對升降機也將會有大量而迫切的需要。在一些特殊的使用場合, 如汽車梯、船用平臺等, 由于升降機具有功率重量比大、設置安裝靈活的優點, 尤其適用。對于這些大載重量升降機, 宜采用對稱布置的雙缸直頂支承方式, 可使轎廂處于相當平穩的運行狀態。目前國內對此類升降機的研制還比較少，而且研究水平還處在一個較低的水平。
為適應國內這種形勢，最重要的是利用現有技術力量，投入必要的資金，開展升降機的研發，選擇適用的控制策略，采用先進的計算機處理方法來對液壓系統進行控制。為徹底解決國產化問題，并將升降機迅速推向市場，必須優化液壓系統設計，設計合理的控制系統，使得升降機的運行性能達到國際水平的前提下，大幅度降低造價，以促進升降機在國內大規模的廣泛使用。

本論文在對升降機的具體工作情況做了詳細分析后，設計了一個較優化的升降機液壓系統，然后根據轎廂的載重和計劃運行速度，對各個液壓元件進行了設計計算，最后結合實際情況對液壓系統進行了建模和仿真，得出系統運行的曲線。這樣更直觀的模擬出了升降機在運行過程中的速度、壓力和位移的曲線的變化。針對升降機在啟動和平穩運行過程中速度的振動較大的情況，本文中在液壓系統中加入了PID控制算法，從而有效降低了系統的誤差，減少了升降機運行的速度振動，增強了升降機運行的平穩性和舒適性。

1.4.2 本論文的研究內容
1）、升降機液壓系統的設計
在以前的升降機系統中，很多都采用單缸支承，由于重載升降機的轎廂尺寸一般較大, 綜合結構剛度較差，這種支承方式偏載較大時會嚴重影響升降機的運行平衡性, 加劇導軌的磨損。本論文中采用雙缸支承升降機轎廂如圖1-1，這種方式在升降機運行時，兩個液壓缸同時對轎廂提供牽引力，這樣不僅節約了在升降機運行時液壓缸的行程，降低了液壓缸的制造成本和安裝空間，而且保證了升降機運行過程中的平穩性和安全性。

1-為升降機轎廂 2-為支承液壓缸
圖1-1 升降機結構簡圖

2）、升降機液壓系統的建模
在完成液壓系統的設計和相關計算后，需要確立系統合適的控制策略，那么首先要建立系統的數學模型。由于升降機液壓系統具有長行程、變負載、變液容以及由于油溫變化引起變泄漏的特點，直接由其機理推導出數學模型相當復雜。本論文中采用拓撲原理建立系統的數學模型，即先根據系統的總體結構建立液壓系統的拓撲結構圖，將系統分成若干個可以獨立的子系統，然后再分別建立每個子系統的數學模型，最后再根據拓撲結構組合成整個大系統的數學模型。這種建模方法不僅降低了建模的復雜程度，節省了建模的時間，而且這種模型在出現問題時更利于改進。
3）、升降機液壓系統的仿真
建立起升降機液壓系統的數學模型后，就需要對根據數學模型來建立系統的仿真模型。本文中采用MATLAB中的Simulink來對系統進行仿真，并且把整個系統分為三個子系統：液壓泵、單向閥和調速閥組成供子油系統；液壓橋和液控單向閥組成調整子系統；三級液壓缸構成運行系統，下面對三個子系統分別建立仿真模型，然后再組成系統的總體仿真模型，進行仿真，這樣具有很強的可觀性和內部可移植性，給程序調試和設計帶來很大方便。在對系統仿真過程中，對系統輸入了階躍的流量信號和一個調速信號，系統輸出為液壓缸的速度、壓力和位移曲線。
4）、升降機液壓系統的PID控制
在對升降機液壓系統進行了仿真后，得到了液壓缸運行的速度、壓力和位移曲線，分析各級缸筒的曲線，可以看出液壓缸的缸筒的各級速度曲線總體運行都符合設計要求，但是缸筒速度的振動較大，這使得升降機不能穩定的運行。綜合考慮，對升降機液壓系統加入了PID控制器，以減少液壓缸速度運行的誤差。在加入了PID控制器后，液壓缸缸筒在啟動過程中的調整時間減少，速度變得平穩，增加了升降機運行的平穩性和舒適性。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的升降机用三级液压缸的设计与仿真的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。