混凝土泵車智能臂架系統(tǒng)振動抑制研究.pdf

1、混凝土泵車是利用車載混凝土泵使混凝土沿著依附在泵車臂架上的管道輸送至澆筑施工現(xiàn)場的特種工程設(shè)備。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，許多大型工程建設(shè)項目對混凝土泵車的需求迅速增長。混凝土泵車臂架的振動抑制問題，特別是在垂直方向上的振動抑制成為近幾年混凝土機械領(lǐng)域中急需解決的問題。
　　本文針對混凝土泵車臂架狀態(tài)空間的建模問題，利用了一種基于臂架正則模態(tài)分析結(jié)果建立其在物理坐標(biāo)空間中狀態(tài)空間模型的方法，針對一款國產(chǎn)48米五節(jié)全液壓式混凝土泵車臂

2、架進行了分析，獲得了其固有頻率和振型，通過選擇臂架上合適的主節(jié)點，得到了其降階的狀態(tài)空間模型。經(jīng)過對比ANSYS和MATLAB中臂架動態(tài)響應(yīng)分析的結(jié)果，驗證了所建立泵車臂架狀態(tài)空間模型的正確性。
　　根據(jù)現(xiàn)代控制理論，對獲得的臂架狀態(tài)空間模型的可控性、能觀性、穩(wěn)定性、階躍響應(yīng)特性，以及在不同干擾下的振動響應(yīng)等進行了分析。分別利用狀態(tài)反饋控制和輸入補償控制設(shè)計了兩種振動抑制控制器。前者采用主導(dǎo)二階極點法，實現(xiàn)極點配置，提高系統(tǒng)阻尼，

3、改善抗振特性；后者利用封閉承載腔中的壓力波動作為臂架振動的檢測，并通過對干擾輸入進行部分抵消，減小輸入到系統(tǒng)中的振動激勵。通過仿真驗證了這兩種控制器均能對臂架的振動進行有效抑制。
　　臂架振動的輸入補償控制中對各節(jié)臂液壓缸的控制為獨立控制，單液壓缸控制系統(tǒng)為其基礎(chǔ)。最后，以單個臂架液壓缸的控制系統(tǒng)為研究對象，搭建了電液比例閥控制的臂架液壓控制系統(tǒng)試驗臺。采用輸入補償控制策略，對單個臂架液壓缸控制系統(tǒng)進行振動抑制仿真分析和試驗研究，