廖凯[1]2004年在《装载机机构建模及显示控制器软件开发》文中研究表明在传统装载机基础上，智能装载机加装有智能铲装控制系统、遥控作业控制系统和远程监视系统，使其具备了在无人驾驶条件下完成铲装作业的功能。为了实现智能铲装，智能装载机控制系统引进了CAN总线技术，其执行机构是装载机工作装置——一个典型的反转六杆机构，本文对装载机机构建模进行了理论分析，建立了适合于智能铲装控制的机构运动与力学模型，并结合试验数据分析了铲装控制实施的效果。具体工作包括如下几个方面： 1、分析机构的运动规律，确定广义角位移及角度传感器的安装位置，用数学模型描述铲斗的运动轨迹。 2、建立机构在铲装状态下的受力数学模型，将其用于智能铲装控制，并结合试验数据对比分析了人工与智能铲装条件下控制实施的效果。 3、智能装载机控制系统中显示监控平台软件开发，具体包括EPEC2025显示控制器与总线的数据通讯，以及显示控制器界面的编程和管理。
张志文[2]2014年在《串联式重度混合动力装载机传动方案与控制策略研究》文中进行了进一步梳理装载机能耗高，排放差，燃油效率低，在当今能源紧缺和环境恶化问题日益严重的情况下，研究装载机混合动力节能技术具有重要的理论意义与现实意义。近年来对并联混合动力装载机技术的研究取得了一系列优秀成果，有效地提高了能源利用率，但是由于传统并联方案仍保留液力变矩器，无法从根本上提高系统传动效率，制约了并联结构的发展。本文提出串联式重度油-电混合动力装载机结构方案，取消了液力变矩器，针对结构方案与装载机工况特点进行控制策略研究，通过有效地管理系统能量，合理分配系统功率，使动力系统各元件在高效区工作，取得较好的节能减排效果。论文主要研究内容及相关结论包括以下几点：1.论文提出了重度串联式油-电混合动力结构方案。采用理论公式和经验公式相结合的分析方式，建立串联混合动力装载机动力传动系统模型。采用遗传算法对系统进行参数匹配，提出了以动力系统效率为优化目标函数，以满足负载驱动需求、实现最小装机功率为约束条件的参数匹配优化方案。2.研究了串联式重度混合动力装载机系统的控制策略。提出了基于自判断分段式多工作点控制策略与模糊逻辑控制策略，设计了模糊逻辑控制器，建立控制策略结构与控制规则。台架试验表明：两种控制策略都能保证发动机基本工作在高效区且输出平稳转矩，超级电容稳定工作且达到动态平衡。在发动机定转速下，采用自判断分段式多工作点切换控制策略比传统装载机节油约12%，采用模糊逻辑控制策略比传统装载机节油约14.03%；在发动机变转速下，采用自判断分段式多工作点切换控制策略比传统装载机节油约15.05%，采用模糊逻辑控制策略比传统装载机节油约17.27%。3.采用瞬时优化与二次规划算法优化了模糊逻辑控制策略。建立了瞬时等效燃油消耗计算模型，分析系统功率流，制定了基于二次规划的能量管理策略。以系统综合效率最优为目标建立优化模型，优化发动机转速与动力系统功率分配，提高模糊逻辑控制效果。台架试验证明，瞬时优化算法进一步降低了发动机油耗，比传统装载机节能约18.18%；二次规划算法实现全局最优控制路径，保证发动机工作在最优效率曲线附近，进一步改善了燃油经济性，相比传统装载机节能约18.48%。4.搭建了国内第一个基于电力传动技术的重度串联式油-电混合动力装载机试验台。并分别进行了以下八组对比试验：（1）传统试验，根据驾驶员意图控制系统工作；（2）并联式混合动力发动机变转速试验，采用模糊逻辑控制系统转矩分配；（3）串联式混合动力发动机定转速试验，采用逻辑门限控制系统转矩分配；（4）串联式混合动力发动机定转速试验，采用模糊逻辑控制系统转矩分配；（5）串联式混合动力发动机变转速试验，采用逻辑门限控制系统转矩分配；（6）串联式混合动力发动机变转速试验，采用模糊逻辑控制策略进行系统转矩分配；（7）串联式混合动力发动机变转速试验，在模糊逻辑转矩控制的基础上进行瞬时优化；（8）串联式混合动力发动机变转速试验，在模糊逻辑转矩控制的基础上进行二次规划，寻找全局最优控制路径。通过台架试验验证了所提出的能量管理控制策略的正确性和适用性。理论和试验研究工作表明：串联式重度油-电混合动力装载机通过电力传动技术取代了传统的液力变矩器，提高了传动系统传动效率；本文提出的控制策略实现了不同工况下系统的能量管理，使动力源与负载能够更好地匹配，提高了装载机效率与燃油经济性。
智国平[3]2004年在《基于动力传动系统联合控制的装载机自动换挡系统开发》文中研究表明本文结合国家自然科学基金项目（50075033）“工程机械智能自动变速技术研究”，对ZL50轮式装载机的智能自动换挡技术进行了理论及工程应用研究。笔者在全面总结前人研究成果的基础上，以ZL50轮式装载机为研究对象，从系统开发的角度，较为深入的论述了工程车辆自动换挡系统开发的整个过程，主要包括换挡控制策略的制定及基于该策略的智能化换挡控制系统的软硬件系统的设计和开发。此外，我们还通过计算机仿真及台架试验的手段对该系统的实际控制试验中所存效果进行验证，对在的问题进行了具体的分析和处理从而使该系统能更加稳定的工作。全文共六章，以下我们将对各章所阐述的内容及所做的科研工作进行介绍。绪论本章首先介绍了车辆自动变速技术的发展历程及现阶段的发展状况，然后，通过阐述工程机械液力机械传动系统所存在的传动效率低的缺陷，指出给工程车辆配置多挡位动力换挡变速器同时采用智能化自动换挡变速技术进行自动换挡是解决这一问题切实可行的措施，由此论述了工程机械自动换挡变速技术研究的深刻意义并进一步介绍了工程机械自动换挡变速系统的概念及设计原则；最后，明确提出了本论文的主要研究内容。传动系统建模与动力性分析本章的研究工作主要包括两方面的内容。首先，建立了ZL50轮式装载机的动力传动系统各组成要素的数学模型作为后续进行自动换挡系统换挡控制过程计算机仿真的理论基础；然后，具体论述了液力机械传动系统在实际工作中所存在的动力性不足的问题及改善措施，并进一步论证了采用多挡位动力换挡变速器及自动换挡技术这一方案的可行性。智能化换挡控制策略研究智能化换挡控制策略是进行自动换挡系统开发的理论基础，也是本论文的核心内容。笔者在深入研究车辆各种换挡策略的基础上，针对工程车辆作业过程复杂的特点，提出了基于动力传动系统联合控制思想的换挡控制策略。该策
盛宣[4]2005年在《智能装载机监控系统的研究与实现》文中指出国家“863计划”基金项目“基于PLM的机群智能化工程机械工程”由徐州工程机械集团、东南大学、清华大学、重庆交通学院等单位共同承担研究与开发工作。基于此背景,本文以工程机械轮式装载机为研究对象,结合现代电子技术和计算机技术研制出装载机的电子监控系统。该监控系统主要实现了以下功能:装载机重要工况参数监控、故障诊断和故障处理、装载机的定位和跟踪、装载机引擎工作记录的跟踪和多种数据通信方式如CAN通信、GSM通信等的实现。监控系统的下位机系统是整个系统的核心,它以INTEL 80C196KB微控制器为硬件设计的核心。首先,本文结合装载机的使用特点,分析了该监控系统的功能需求;接着,将系统划分成5个主要功能模块:主机控制模块、人机接口模块、数据采集模块、输出驱动模块和数据通信模块,除了输出驱动模块,分别论述了系统的4个功能模块的硬件设计和实现细节;在完成硬件系统的设计的基础上,从两种软件系统设计模式——事件触发和时间触发出发,完成了两种设计模式下的系统设计方案,并对系统设计方案和其它的实现细节等方面分别进行了详细的论证。在对PC上位机系统进行需求分析后,以RS-232串口通信为底层通信协议,以VC++6.0为开发工具,设计并实现了上位机系统的各种用户接口功能;最后,本文在完成了监控系统的调试和实验的基础上,详细分析了系统实现中的难点——下位机系统存储空间的扩展与数据处理的技术,并给出了合理的解决措施。同时,在认真总结该监控系统的设计和实现等方面的工作之后,结合当今电子信息技术的发展趋势,对该监控系统的改进提出了一些建议。
程文涛[5]2009年在《LG50装载机自动变速箱的开发》文中研究说明自动变速箱技术问世以后,它主要应用于汽车行业及军用车辆,技术日臻成熟。相对而言,自动变速技术在工程车辆中的应用则存在一定程度的滞后,尤其是在国内工程车辆领域,能够拥有自主知识产权并能实现全自动变速控制的产品还较少,大多数厂家正在由单纯的仿制仿造向自主开发过度。本课题是针对临工50系列装载机开发一种自动变速箱。在深入了解了国内外工程车辆的发展现状及工作特点,学习了各种自动变速箱的结构及原理的基础上,经过在现场多次认真详尽的调研,本课题以CAN总线技术为基础,研究设计了一套用于LG50装载机的自动换档控制系统。首先,根据工程车辆变速系统要求实现自动化及更高的智能化的发展趋势,选用CAN总线通信作为通信方式,使电控系统能够在有限的车辆空间里实现更加复杂多样的功能,并给出了LG50装载机自动变速箱的原理图。该变速箱主要由液力变矩器、齿轮变速箱和电子控制单元(ECU)组成:在综合分析了液力变矩器的结构、工作原理、特性参数和外特性曲线等的基础上,根据液力变矩器的选型原则,我们选用了具有无极两档变速功能的双涡轮液力变矩器;根据LG50装载机对档位的要求,我们选用行星齿轮传动的变速箱,并对各档位传动比进行了计算;制定了符合最佳动力性要求的自动换档规律;最后从硬件结构到软件流程,设计了ECU的基本结构、处理电路、软件功能模块和抗干扰功能。该自动变速箱是运用的液力机械自动变速技术,功能比较完善,适应性强,能有效的减少车辆的选换档操作,减少驾驶员的工作量,弥补驾驶员间的技术差异,大大提高了LG50装载机的生产效率和效益。
刘涛[6]2009年在《智能装载机作业控制系统的设计及仿真》文中认为随着科学技术的发展,人们对工程机械提出了越来越高的要求,特别是近年来微电子技术、信息技术以及计算机的普及和应用,使工程机械有了质的飞跃。装载机作为工程机械的主流机种之一,应用面越来越广。但目前国内装载机的铲掘作业是由操作者操纵动臂手柄或铲斗手柄来完成的,而在手动控制的过程中,动臂的卸载位置和铲掘位置有很大的随机性,需要操作者对铲斗的位置姿态进行调整。此外,装载机的作业形式是它围绕着作业对象在移动,而作业对象又复杂多变。因而,就使得装载机的铲掘作业效率很大程度上取决于操作者的经验、技能和意愿。为了改善装载机工作装置的操纵性能,提高其操作的自动化程度,本文围绕装载机工作装置作业自动控制问题,进行了以下几个方面的研究:1、本文根据装载机的机构特点,分析了作业控制系统的组成及工作原理,设计电控部分的整体框图,并介绍了装载机的几种工作模式。2、根据装载机工作装置液压系统的工作原理,得出了装载机工作装置的阀控活塞位置控制系统的数学模型,求出油缸位移与占空比之间的传递函数,同时分析了系统的稳定性。3、采用模糊自整定PID参数法设计了装载机工作装置的位置控制器,在Matlab/Simulink环境下对装载机工作装置的液压控制系统的数学模型进行仿真分析。4、本文建立了装载机作业控制系统的模型,主要包括信号输入模块、故障检测模块、逻辑判断模块、记忆模块及作业操作模块等,最后通过Matlab自带的RTW将其生成C代码,这样大大地减少了编写代码的工作量,修改方便且缩短开发期。
黄凯[7]2014年在《装载机线控转向技术研究》文中指出随着我国装载机行业的不断发展壮大，装载机行业目前存在盲目扩张和技术抄袭等弊端。装载机转向系统的发展较为缓慢，存在驾驶员无路感、转向模式单一且不可调、劳动强度大、噪音高及转向精度低且不敏感等问题，针对这些问题提出了关于装载机线控转向技术的研究课题。通过对装载机工作状况的分析设计了方向盘装置、前后车架转向角度检测装置及控制系统，改进了转向液压系统。结合液压技术、微电子控制技术、机械设计技术以及传感器技术，设计出了能够满足转向要求的装载机线控转向系统。本课题设计的线控转向系统主要是通过轴角编码器对方向盘转动角度进行采集，并传递给控制器，控制器发出信号给比例减压阀，使其产生相应的压力对流量放大阀进行流量控制，流量放大阀向转向油缸供给达到对应转向角度的油量，且能实现快速转向则多供给油量，慢速转向则少供给流量的功能。转向检测装置可以实时检测转向角度，对转向误差进行及时的修正，实现系统的闭环控制。人机交互功能主要由控制面板来实现，驾驶员可以通过它来实现相应的功能，操作方便简单。装载机线控转向系统可以根据装载机的作业情况对方向盘的全转向角度进行调整，它主要分为两种模式：一种是工作模式，即装载机全转向的角度为180°；另一种为行走模式，装载机的全转向的角度为900°。线控转向系统具有以下特点：为驾驶员提供合适的路感，装载机轮胎与地面之间的路况及时的反应到方向盘上，使驾驶员能够感觉到路面的信息；能够减少驾驶室的噪音，提高驾驶员的舒适性；能够节约控制，其结构简单，安装方便；减少多余的油路，节能降耗，降低污染。结合上述特点并采用了智能控制系统，因此装载机线控转向系统对提高我国装载机行业的经济效益及国际上的竞争力具有重要的意义，将成为未来的发展方向。
曹林攀[8]2016年在《多层多道焊离线编程技术及应用研究》文中进行了进一步梳理机器人多层多道焊接技术广泛应用于汽车、工程机械、船舶等诸多领域。对大型焊接件,手工示教编程效率低,焊接质量也难以保证。本文在福建省产学研研重大项目的资助下,对多层多道焊离线编程技术在大型焊接件上的应用进行研究。目前市面上的离线编程软件功能相对简单,无法自适应生成多层多道焊缝轨迹。离线编程在中厚板焊接应用中存在两个突出的问题。一是大批量生产时,工件的加工误差以及定位误差均会影响离线编程事先规划路径的准确性;二是离线编程软件缺少多层多道焊接工艺参数规划,而焊接工艺参数对焊接质量影响较大。针对上述问题,本文主要对离线编程技术的坡口检测、焊接工艺规划、多层多道焊路径规划叁个方面进行研究。然后在RobotStudio软件上进行二次开发,在开发软件上对装载机大梁进行仿真和实际的焊接试验。坡口检测主要是基于二维激光位移传感技术获取工件坡口图像,通过图像处理和坡口特征识别等方法来判别坡口类型和计算坡口特征参数。并通过获取坡口截面和位置信息,对离线编程事先规划的机器人路径进行纠偏,保证了机器人焊接位置的准确性,解决了坡口加工误差和定位误差的影响。焊接工艺规划主要是对焊接电流、焊接速度、干伸长度、摆幅等焊接参数进行规划。提取焊机专家数据库中的送丝速度和焊接电流数据,采用叁次多项式拟合方法求得焊接电流和送丝速度的关系式,通过关系式代换进而求的焊道截面积与焊接电流和焊接速度的关系式,并通过实验验证了该关系式的正确性。通过焊接实验,分析了各个焊接参数对焊道成型的影响,为焊接参数规划提供参考依据。多层多道焊路径规划是通过规划出层数、道数,采用等面积型坡口截面规划方法计算出每道焊枪的偏移量,以及每道焊枪偏转角度,并采用齐次变换矩阵对基路径进行平移变换和姿态旋转变换,求出多层多焊其它的各条路径。通过焊接顺序的规划,优化机器人工作路径,提高生产效率和焊接质量。最后,以装载机后车架大梁为例,使用多层多道焊离线编程软件规划出大梁所有的焊接路径和焊接工艺参数,并进行焊接。从实际焊接效果可以证明该开发软件的实用性。
洪涛[9]2007年在《工程机械自动变速理论与控制系统研究》文中研究说明由于工程机械作业环境恶劣、作业工况复杂，驾驶员在操纵过程中需要频繁的换挡以满足车辆对动力的要求，这大大提高了驾驶员的劳动强度。由于驾驶员除了换挡操作还需要操纵工作装置，高强度的换挡操纵导致了作业效率的降低。采用自动变速技术是解决这一问题的途径。本文结合实际项目开发，以目前装载机使用的液力变矩器串接机械变速箱的传动方案为基础，在前人研究成果基础上进行理论和工程实践研究，研制ZLM50装载机自动变速控制系统，包括控制系统硬件和软件设计、换挡控制理论的研究。全文共七章，以下做简单介绍：第一章绪论。简要介绍了车辆自动变速技术的发展历程和工程机械应用自动变速技术的现状，介绍了自动变速技术的原理和系统组成，分析了工程机械实现自动变速的意义，进而确定了本文的研究内容。第二章建立“人—车—环境”仿真模型。首先就装载机传动系各组成部分进行了系统的分析，建立了包括发动机、变矩器、变速箱、工作阻力等传动系统各部分的数学模型。第叁章通过分析装载机操作特点，建立了装载机驾驶员的模型。在分析装载机作业过程和作业环境特点基础上，建立了作业环境模型。作业环境模型用于驱动整体模型的仿真。以上叁个模型构成了完整的“人—车—环境”仿真模型。在分析汽车燃油经济性指标基础上，结合现有装载机经济性评价方法，提出了多工况燃油消耗率和组合工况完成时间作为新的经济性和动力性指标。第四章换挡品质研究。在自动变速系统开发过程中对提高换挡品质的方法进行了研究，提出了优化的动力换挡变速箱换挡过程离合器油压控制曲线，并且通过平稳结合阀的试验进行了验证。良好的换挡品质不仅可以提高车辆传动部件的使用寿命，而且通过改善驾驶员操纵的舒适性可以更好的发挥自动变速技术的性能。第五章在分析国内外自动变速技术的研究和使用现状基础上制定了自动变速控制系统的总体设计方案，拟定了自动变速控制系统采用的换挡策略。第六章为控制系统硬件和软件设计以及系统的试验。遵循国际标准，以功能性、安全性和可靠性为目标，完成了以变速器换挡控制单元(TCU)的设计。设计了基于实时操作系统的控制软件架构，完成了基本软件模块的设计和调试。在自行设计和制作的模拟试验平台上对自动变速控制系统进行了基本功能试验，结果表明，TCU硬件电路和软件工作正常，所开发自动换挡控制系统已达到预计的设计目标。第七章为全文的总结，阐述了论文主要研究工作的结论并对后续的研究工作作了展望。
熊荣飞[10]2011年在《装载机转向电子控制系统的研究》文中研究表明装载机广泛的应用于我国的工程建设领域,在工程机械中占有重要的地位。装载机工作机动性高,运输量大,并且适合于在各种复杂的以及恶劣的工作环境下作业。转向系统在装载机整机性能方面占有极其重要的位置。由于装载机作业过程中转向操作频繁,转向系统的好坏直接影响到作业过程的效率以及操作人员的劳动强度。随着微电子技术的发展,对于新型装载机的研制,微电子控制技术在这个过程中将起到决定性的作用。本论文以装载机转向电子控制系统为研究方向,针对装载机转向过程灵敏度不能根据工况可调,影响转向作业效率的情况,以此为改进方向,在传统流量放大阀的基础上,建立了转向控制系统的数学模型,设计了电子控制单元,以及自适应模糊PID控制器,利用MATLAB/SIMULINK仿真环境对所设计的转向电子控制系统进行了仿真分析。为装载机转向系统灵敏度根据工况可调提出了一种解决方法,具有一定的实际意义。
参考文献：
[1]. 装载机机构建模及显示控制器软件开发[D]. 廖凯. 中南大学. 2004
[2]. 串联式重度混合动力装载机传动方案与控制策略研究[D]. 张志文. 吉林大学. 2014
[3]. 基于动力传动系统联合控制的装载机自动换挡系统开发[D]. 智国平. 吉林大学. 2004
[4]. 智能装载机监控系统的研究与实现[D]. 盛宣. 东南大学. 2005
[5]. LG50装载机自动变速箱的开发[D]. 程文涛. 山东大学. 2009
[6]. 智能装载机作业控制系统的设计及仿真[D]. 刘涛. 西南交通大学. 2009
[7]. 装载机线控转向技术研究[D]. 黄凯. 青岛科技大学. 2014
[8]. 多层多道焊离线编程技术及应用研究[D]. 曹林攀. 厦门理工学院. 2016
[9]. 工程机械自动变速理论与控制系统研究[D]. 洪涛. 同济大学. 2007
[10]. 装载机转向电子控制系统的研究[D]. 熊荣飞. 吉林大学. 2011