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【摘要】 本论文来源于重庆市科技攻关项目“高空作业车执行系统关键技术及应用”（CSTC2009AC6077）。通过分析高空作业车执行系统的特点，结合机电液一体化技术，智能控制技术，电液比例技术，分别对高空作业车执行机构各系统的机电液系统及控制系统作出分析和优化。主要从回转系统的设计与分析、调平系统的设计与分析、举升系统的设计与分析三个部分来描述。本论文主要完成了以下研究：（1）为了改善回转系统的稳定性及其动态特性，提出了缓冲阀和PID调节器综合控制的方法。建立了回转系统的数学模型和机电液控制系统的AMESim仿真模型。分析结果表明，系统稳定性较好；转动惯量的增大使得系统的稳定性有所改善，但延长了系统的响应时间；当系统中加入缓冲阀和PID调节器后，系统的稳定性和动态特性将得到明显的改善。（2）为了保证作业平台始终处于水平位置，提出了模糊-PID自适应控制的控制方法。建立了调平系统的数学模型和基于模糊-PID自适应控制的电液比例闭环控制系统的仿真模型。利用Matlab软件进行了仿真分析，分析结果表明，系统稳定性较好；当采用模糊-PID自适应控制时，不但反应速度快，而且不存在稳态误差。（3）为了改善举升系统的稳定性及其动态特性，提出了PID调节器的控制的方法。建立了举升系统的动力学分析数学模型和机电液控制系统的AMESim仿真模型。分析结果表明，系统稳定性较好；当系统中加入PID调节器后，系统的动态特性得到改善；各举升臂的举升速度稳定，不再出现振荡。这将使作业平台在举升时能够得到稳定的速度，而不发生抖动，更好的保证了作业人员的安全。（4）为了防止由于突发性液压或者控制系统故障造成的作业平台的突然翻转、危及作业人员的安全，提出了具有锁紧功能的高空作业车实时调平控制系统。该系统不但可以减轻系统的负荷，通过机械锁紧的方式双重保护作业人员的安全，对保护作业人员的安全有着非常重要的意义。
【关键词】 高空作业车； 回转系统； 调平系统； 举升系统； AMESim； Matlab；
摘要 3-4
ABSTRACT 4-5
第一章 绪论 8-15
1.1 高空作业车综述 8-11
1.1.1 高空作业车概括 8-9
1.1.2 高空作业车发展的现状 9-11
1.2 机电液一体化技术发展的现状及趋势 11-14
1.2.1 机电液一体化技术发展的现状 11-12
1.2.2 机电液一体化技术发展的趋势 12-14
1.3 本论文所要解决的问题及研究方法 14-15
第二章 回转系统的设计与仿真 15-33
2.1 回转系统的结构及设计计算 15-20
2.1.1 回转系统的组成 15-16
2.1.2 回转支撑装置的设计计算 16-18
2.1.3 回转系统传动装置的设计计算 18-20
2.2 仿真工具 AMESim 简介 20-22
2.3 高空作业车回转系统仿真研究 22-33
2.3.1 回转系统工作原理 22
2.3.2 回转系统数学模型 22-26
2.3.3 回转液压系统稳态分析 26-27
2.3.4 回转系统仿真模型 27-29
2.3.5 回转系统仿真分析 29-33
第三章 调平系统的设计与仿真 33-57
3.1 调平系统的分类 33-37
3.2 调平系统的工作原理 37-38
3.3 调平系统运动学分析 38-39
3.4 高空作业车调平系统仿真研究 39-57
3.4.1 模糊控制系统简介 39-42
3.4.2 模糊-PID 自适应控制理论简介 42-44
3.4.3 调平系统数学模型 44-47
3.4.4 调平液压系统稳态分析 47-48
3.4.5 调平系统模糊控制系统设计 48-53
3.4.6 调平系统仿真分析 53-57
第四章 举升系统的设计与仿真 57-75
4.1 举升系统的结构 57-58
4.2 动臂的主要尺寸确定和结构设计 58-59
4.3 举升系统机构运动学分析 59-62
4.4 高空作业车举升系统的仿真研究 62-75
4.4.1 举升臂液压系统稳态分析 62-65
4.4.2 举升系统仿真模型及参数设置 65-67
4.4.3 举升系统仿真分析 67-75
第五章 总结与展望 75-77
5.1 总结 75-76
5.2 展望 76-77
致谢 77-78
参考文献 78-81
在学期间发表的论著及取得的科研成果 81
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