辊式破碎机辊缝间隙电液控制系统关键技术研究

摘要

辊式破碎机作为物料破碎的常用设备，其在使用过程中，常需调整辊缝间隙，以满足物料破碎粒度的要求。但目前针对辊式破碎机辊缝间隙调整多采用间隙调整垫板调整，费时费力且辊缝间隙调整不方便，而且在生产过程中，由于辊子磨损造成的辊缝间隙变化，不能实时调节，导致破碎粒度变化，影响破碎质量。为实现辊缝间隙的方便调整，本文设计了辊式破碎机辊缝间隙电液控制系统，建立了液压缸位置控制系统数学模型；针对液压缸位置控制系统进行了控制器设计，对液压缸位置控制性能进行了仿真研究；针对双缸同步控制系统进行了同步控制结构设计，对同步控制性能进行了仿真研究；最后搭建了辊缝间隙电液控制系统实验平台，测试了系统响应特性。论文主要研究内容如下： （1）根据辊缝间隙电液控制系统的功能需求，设计了辊缝间隙电液控制系统，制定了电液控制系统的工作流程，并完成了系统中主要液压、电气元件的选型设计。 （2）针对辊缝间隙电液控制系统，建立了基于加权平均的对称阀控制非对称缸位置控制系统的数学模型，基于系统数学模型搭建了Simulink仿真模型并进行了系统稳定性分析。 （3）针对液压缸位置控制系统设计了决策因子自修正模糊PID控制器，仿真结果表明所设计控制器提高了液压缸位置控制系统位置控制性能；针对双缸同步控制系统，采用了一种基于参考模型自适应的同步误差补偿控制结构，仿真结果表明所采用同步控制结构改善了双缸同步控制系统同步控制性能。 （4）搭建了辊缝间隙电液控制系统实验平台，测试了液压缸位置控制性能以及双缸同步控制性能，通过对比分析仿真与实验数据，结果表明：仿真结果和实验结果相吻合，验证了系统数学模型的正确性及控制策略的有效性。

目录

声明

变量注释表

1绪论

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究背景

1.2.1 国内外辊式破碎机研究现状

1.2.2 国内外液压缸位置控制技术研究现状

1.2.3 国内外多缸同步控制技术研究现状

1.2.4 存在的问题

1.3课题研究内容与方法

1.4课题研究意义

1.5论文结构

2辊式破碎机辊缝间隙电液控制系统方案设计

2.1辊式破碎机工作原理与基本结构

2.2辊缝间隙电液控制系统技术要求

2.3辊缝间隙电液控制系统组成及工作原理

2.4 辊缝间隙电液控制系统主要元件选型设计

2.5本章小结

3辊式破碎机辊缝间隙电液控制系统数学模型建立

3.1液压缸位置控制系统数学模型建立

3.1.1 比例放大器数学模型建立

3.1.2 比例方向阀数学模型建立

3.1.3 位移传感器数学模型建立

3.1.4 比例阀控非对称液压缸系统数学模型建立

3.1.5 比例阀控非对称液压缸系统数学模型整合

3.2液压缸位置控制系统稳定性分析

3.2.1 实际工况液压缸位置控制系统稳定性分析

3.2.2 实验工况液压缸位置控制系统稳定性分析

3.3本章小结

4辊式破碎机辊缝间隙电液控制系统控制策略研究

4.1 液压缸位置控制系统控制器设计

4.1.1 PID控制器

4.1.2 模糊控制器

4.1.3 常规模糊PID控制器

4.1.4 决策因子自修正模糊PID控制器

4.2基于控制器液压缸位置控制系统仿真模型建立

4.3 液压缸位置控制系统位置控制性能仿真研究

4.3.1 液压缸位置控制系统响应性能仿真研究

4.3.2 液压缸位置控制系统抗干扰性能仿真研究

4.4 双缸同步控制系统控制结构设计与仿真研究

4.4.1 常规同步控制结构仿真研究

4.4.2 基于参考模型自适应的同步误差补偿控制结构仿真研究

4.5 实验工况辊缝间隙电液控制系统控制性能仿真研究

4.6本章小结

5辊式破碎机辊缝间隙电液控制系统实验研究

5.1.1 实验目的

5.1.2 实验内容

5.2 辊缝间隙电液控制系统实验平台搭建

5.3辊缝间隙电液控制系统性能测试及分析

5.3.1 液压缸位置控制系统响应特性测试及分析

5.3.2 双缸同步控制系统响应特性测试及分析

5.4本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

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