升降机用三级液压缸的设计与仿真研究

升降机用三级液压缸的设计与仿真研究

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/newlw/article/details/127859822

升降机在中低层建筑中的应用日益广泛，其液压系统的设计与优化对于提升运行性能和降低制造成本至关重要。本文以三级液压缸为研究对象，详细介绍了升降机液压系统的设计、建模、仿真及PID控制策略，为相关领域的工程技术人员提供了有价值的参考。

升降机的发展概况

国外升降机的发展简况

国外升降机技术发展迅速，已在中低层建筑中得到广泛应用。其主要优点包括机房设置灵活、对井道结构强度要求低、运行平稳、载重量大以及故障率低等。在一些特殊使用场合，如汽车梯、船用平台等，升降机因其功率重量比大、设置安装灵活的特点而尤其适用。

国内升降机的发展简况

我国对升降机的研制、开发起步较晚，虽然已有一些单位开展研究和生产，但国产化程度不高，主要依靠进口。随着人民生活水平的提高和旧房改造的需求增加，升降机在国内的市场需求将不断扩大。目前，国内对大载重量升降机的研究还比较少，且研究水平相对较低。

升降机的工作原理概述

升降机的工作原理主要依赖于液压系统。通过液压泵提供动力，经过各种液压阀的控制，驱动液压缸实现升降运动。液压系统的设计直接影响到升降机的运行性能和稳定性。

升降机的技术特点

性能要求

升降机需要满足高载重、长行程、平稳运行等性能要求。同时，由于运行环境复杂，还需要具备良好的适应性和可靠性。

优点

• 机房设置灵活
• 对井道结构强度要求低
• 运行平稳
• 载重量大
• 故障率低

缺点

• 初始投资成本较高
• 维护保养要求严格
• 对操作人员的技术要求较高

本论文的选题意义及研究内容

选题意义

随着人民生活水平的提高和旧房改造的需求增加，升降机在国内的市场需求将不断扩大。目前，国内对大载重量升降机的研究还比较少，且研究水平相对较低。因此，开展升降机的研发，选择适用的控制策略，采用先进的计算机处理方法来对液压系统进行控制，对于推动国产化、降低造价、促进升降机在国内的广泛应用具有重要意义。

研究内容

1. 升降机液压系统的设计

   采用双缸支承方式，不仅节约了液压缸的行程，降低了制造成本和安装空间，还保证了运行过程中的平稳性和安全性。

   
   图1-1 升降机结构简图

2. 升降机液压系统的建模

   采用拓扑原理建立系统的数学模型，将系统分为若干个子系统分别建模，降低了建模的复杂程度，节省了建模时间。

3. 升降机液压系统的仿真

   采用MATLAB中的Simulink进行仿真，将系统分为供油子系统、调整子系统和运行系统三个部分，输入阶跃流量信号和调速信号，输出液压缸的速度、压力和位移曲线。

4. 升降机液压系统的PID控制

   通过加入PID控制器，有效降低了系统的误差，减少了运行速度的振动，增强了运行的平稳性和舒适性。

结论与展望

本文通过详细分析升降机的具体工作情况，设计了一个优化的液压系统，并通过仿真验证了系统的性能。研究结果表明，采用双缸支承方式和PID控制策略可以显著提升升降机的运行性能和稳定性。未来的研究方向可以进一步优化控制系统，提高系统的响应速度和精度，以满足更广泛的应用需求。