基于ARM的液压挖掘机电子节能控制系统研究

【摘要】： 本论文从国内外液压挖掘机电子节能应用现状出发,设计液压挖掘机电子节能控制系统。将“改进的变结构单神经元自适应PID控制算法”应用于发动机—变量泵的功率匹配控制中,通过仿真表明该算法具有优越性。 由于液压挖掘机有单、双变量泵系统,为了将改进的变结构单神经元自适应PID控制算法应用于不同系统,研究了单、双变量泵与发动机功率匹配的控制策略。同时为了解决发动机—变量泵功率匹配环节与变量泵—负载匹配环节之间存在的不协调问题,设计了变量泵—负载匹配系统,依据操作人员手柄位置信号,控制变量泵输出流量按比例分配到各个负载,实现液压挖掘机的发动机—变量泵—负载的功率匹配。 嵌入式计算机控制系统是当今单片机控制系统的研究热点之一。将嵌入式系统应用于液压挖掘机的电子节能控制中,选择ARM7系列处理器LPC2294作为这个控制器的核心,对液压挖掘机功率匹配电子节能控制器进行了设计,为液压挖掘机电子节能控制器的研究开发打下了基础。 【关键词】：液压挖掘机 电子节能 变结构 单神经元控制 功率匹配 嵌入式系统
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU621
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题来源及研究意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究意义10-11
• 1.2 液压挖掘机电控节能技术的发展11-13
• 1.2.1 国外电控节能技术的研究状况11-13
• 1.2.2 国内电控节能控制技术的研究状况13
• 1.3 本论文主要研究的内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 液压挖掘机电子节能控制系统方案15-30
• 2.1 动力系统18-22
• 2.1.1 柴油机调速特性18
• 2.1.2 柴油机万有特性18-20
• 2.1.3 动力模式选择20-22
• 2.2 主泵变量系统22-23
• 2.3 电子节能控制器23-24
• 2.4 油门执行器24-25
• 2.5 测量传感器25-28
• 2.5.1 转速传感器26-28
• 2.5.2 压力传感器28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 液压挖掘机电子节能控制策略及仿真研究30-49
• 3.1 发动机—单变量泵控制策略研究30-34
• 3.1.1 发动机—变量泵功率匹配原理30-31
• 3.1.2 增量式PID控制31-32
• 3.1.3 发动机—单变量泵控制策略32-34
• 3.2 发动机—双变量泵控制策略34-36
• 3.3 变量泵—负载功率匹配研究36-39
• 3.4 发动机—变量泵的模型建立及仿真39-48
• 3.4.1 控制系统传递函数39-46
• 3.4.2 控制系统Matlab仿真46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 液压挖掘机电子节能控制器硬软件设计49-68
• 4.1 节能控制器硬件设计49-60
• 4.1.1 LPC2294处理器特性49-51
• 4.1.2 电源电路51-53
• 4.1.3 复位电路53
• 4.1.4 系统时钟电路53-54
• 4.1.5 JTAG接口电路54
• 4.1.6 D/A转换电路54-56
• 4.1.7 功放电路56-57
• 4.1.8 双极性电源电路57-58
• 4.1.9 节能控制器硬件PCB板布线58-60
• 4.2 节能控制器软件设计60-67
• 4.2.1 主程序60-62
• 4.2.2 油门位置控制62-63
• 4.2.3 压力检测63-64
• 4.2.4 速度测量64-65
• 4.2.5 单变量泵控制程序图65-66
• 4.2.6 双变量泵控制程序图66-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 实验与结果68-72
• 5.1 实验设备68
• 5.2 实验方案68-69
• 5.3 实验结果69-70
• 5.4 实验结果分析70-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72
• 6.2 展望72-74
• 参考文献74-77
• 附录77-85
• 致谢85-86
• 攻读学位期间发表论文情况86

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