挖掘机负载模拟系统的开发与研究

【摘要】本文以挖掘机负载模拟的液压加载系统为研究对象,对液压加载系统的测试与控制方法进行了深入研究。文章详细研究了加载系统的液压、机械、电气总体规划及各子功能模块的设计和实现,深入探讨了试验系统在实现过程中的计算机相关技术。具体内容包括以下几个方面：1、设计并分析了基于比例溢流阀外控加载方式的挖掘机负载模拟系统的液压主油路及液压先导油路,并通过AMESim建模仿真分析了比例溢流阀内控加载方式、比例溢流阀外控加载方式,比例溢流阀内控加载开环控制方式三种液压加载方案的优劣,最终论证了本文所选取的液压加载方式所具有的经济性和实用性。2、在以挖掘机为研究对象的前提下详细计算出了液压系统及液压辅助系统主要元件的流量、压力、动力源的功率等主要参数。设计了液压集成块、液压油箱、循环温控系统、旁路循环过滤系统、T型槽平台相应的液压原理图、工程图及安装地基图。3、研究并分析了基于PLC控制的负载模拟系统电气控制系统硬件部分的选型计算过程,完成了采集和控制信号统计并绘制PLC的I/O接线图。研究并分析了以PLC为下位机的主程序模块、模拟量采集模块及手动控制模块等子程序模块的设计过程。阐述了PLC抗干扰电气设计的要点。4、研究并分析了以LabVIEW为上位机的系统功能及用户登陆、数据采集、参数设置、数据存储等子程序模块的设计过程。研究Modbus通讯协议并实现了上位机与下位机的正常通讯。5、研究并分析了系统的技术性能。为验证系统的响应精度和稳定性,本文利用仿真软件对系统的稳态响应特性、阶跃响应特性、正弦跟随特性、实际负载跟随特性进行了仿真和分析。本文将计算机辅助测试技术应用到液压测试技术中,充分发挥了现代计算机技术各方面的优点,提高了负载模拟试验系统的精度、可靠性。同时,通过计算机上位软件将测试数据存储为TXT格式文档,以便于试验数据后期的数据分析和处理,用于挖掘机新机型的研发。总的来说,本文将机械、液压、电气、控制理论和软件开发等多学科技术有机结合,完成了基于AMESim、Solidworks、PLC、LabVIEW等软件的挖掘机负载模拟系统的开发与研究过程。本课题的研究具有较强的理论和产品新机型研发价值。
【作者】林荣珍；
【导师】黄志坚；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】挖掘机；负载模拟系统；建模仿真；AMESim；LabVIEW；

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