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平面应变模型试验台液压系统的设计与研究
| 论文题名： | 平面应变模型试验台液压系统的设计与研究 |
| 关键词： | 隧道工程;平面应变;物理模型试验;试验台;液压系统;PID控制 |
| 摘要： | 平面应变模型试验台主要是根据物理相似模拟理论建立的，模拟地下隧道衬砌结构在不同环境下的受力情况，也可按照设定的相似比模拟列车隧道开挖，特别是在分析地下洞室变形及岩爆和研究开挖过程的岩层运动方面具有明显优势，在土木工程领域具有很强的实用性和广阔应用前景。 本课题的研究对象为某单位研发平面应变模型试验台。本文首先根据试验负载确定试验台液压控制系统的主要参数，设计并绘制了三种液压控制方案原理图，通过对这三种方案对比分析，最终选用了定量泵供油，由步进电机、压力变送器、步进电机驱动器及下位机可编程控制器(PLC) PID控制模块及PWM输出模块组成的闭环控制系统方案。对液压系统液压元件进行选型与采购，并最终用于设计生产。 其次，根据理论计算结果，利用ANSYS有限元软件对本系统的关键液压元件液压缸进行强度校核和模态分析，根据计算结果可以直观、全面了解各个结构在最大加载工况下的强度和刚度及自身的固有频率和振型，为液压缸生产制造提供重要的理论依据。 再次，利用AMESim软件建立多缸三个方向同步开环加载模型及闭环PID控制加载模型，对多缸同步加载的载荷控制和稳压控制进行了仿真研究。通过仿真计算，对比分析两种方案液压系统中的流量、压力及液压缸位移特性曲线，验证了设计的闭环控制系统加载性能优良，控制均匀稳定，是复杂机器控制的最佳选择。 最后，根据加载稳压控制系统的设计要求，分析了系统调压及稳压加载原理，对控制部分硬件进行选型及分析，使用西门子系统软件开发了试验监控系统。实现对液压系统压力的闭环PID控制，同时实现对液压系统压力的实时控制。 |
| 作者： | 苏薇国 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 王培俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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