【正文】 國外液壓電梯的發(fā)展簡況世界上第一臺液壓電梯起源于19世紀。 threetier synchronous hydraulic cylinder。關(guān)鍵詞：液壓電梯。備 注 指導教師：審 批 人： 年 月 日摘 要液壓電梯是現(xiàn)代社會中一種重要的垂直運輸工具，由于其具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國內(nèi)外中、低層建筑中的應用已相當普遍。 （2）、設(shè)計液壓電梯的液壓系統(tǒng)，完成相關(guān)的設(shè)計計算。當在實際系統(tǒng)上進行試驗研究難于實現(xiàn)時，仿真技術(shù)就突出了它的優(yōu)勢，并成為十分重要和必不可少的研究手段。 論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 16 周）第一部分 收集資料，了解系統(tǒng)仿真和液壓的知識，翻譯相關(guān)資料 ( 2周) 第二部分 電梯液壓系統(tǒng)的設(shè)計和相關(guān)參數(shù)計算 ( 4周) 第三部分 建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學模型，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)學模型，運用Matlab對液壓系統(tǒng)進行仿真 ( 3周)第四部分 分析仿真結(jié)果，對電梯液壓系統(tǒng)和仿真方法進行優(yōu)化 ( 2周) 第五部分 撰寫畢業(yè)論文 ( 1周)評閱及答辯 ( 1周)參考文獻[1] Wiliam W. Reeves. The Technology of Fluid Power. Englewood Cliffs, . Prentice Hall,~37[2] . Hydraulic Elevators: A Look at the Past，Present and Future， Elevator World。在此基礎(chǔ)上，本文對電梯液壓系統(tǒng)進行了數(shù)學模型的建立，在建模過程中采用拓撲原理建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，即先根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)建立液壓系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖，將系統(tǒng)分成若干個可以獨立的子系統(tǒng)，然后再分別建立每個子系統(tǒng)的數(shù)學模型，最后再根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)組合成整個大系統(tǒng)的數(shù)學模型。s actual work situation, we assumed the elevator’s specific working conditions (Including the elevator’s maximum load, running speed and so on), and determining the elevator’s supporting style was straight for the double top, using Synchronization of threetier hydraulic cylinder, And designed the hydraulic system of the elevator to meet the actual conditions. Then according to the working conditions of the elevator and the given parameters, we calculated the design of various hydraulic ponents. Finally, bination the actual situation and a number of specific products, the hydraulic ponents’ model and size were determined.On this basis，this paper established a mathematical model for elevator hydraulic system, In the modeling process we used the principle of system topology to establish the mathematical model, first according the overallstructure of the system we establish the hydraulic system topology diagram, so the system is divided into several independent subsystems, and then set up the mathematical model of each subsystem, Finally, position the mathematical model for the entire system under the topology. According to the mathematical model of the system，we conducted a simulation analysis of the hydraulic system , and we got the system’s speed, pressure and displacement curves, this reflects system’s operation more intuitive.According to analysis of simulation results，the hydraulic cylinder39。轎廂的下降一般靠自重使液壓缸內(nèi)的油液返回油箱中。液壓電梯的大規(guī)模使用比曳引式電梯晚，第二次世界大戰(zhàn)后期，高壓油傳動在武器制造業(yè)的應用，使得液壓傳動和液壓控制技術(shù)得以發(fā)展。目前，許多電梯廠家都已能生產(chǎn)各種液壓電梯，并正努力提高液壓電梯的國產(chǎn)化水平，產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了進一步的提高[6]。液壓電梯是通過電力驅(qū)動的泵傳遞液壓油到油缸，柱塞(或者活塞)通過直接或間接的方式作用于轎廂，實現(xiàn)轎廂上行:通過載荷和轎廂重力的作用使油缸中的液壓油流回到油箱，實現(xiàn)轎廂下行[13]。控制閥及油泵電機靠機房內(nèi)的控制柜來控制。載重可通過油缸直接作用在地基上，因此載重量大，而且井道不受力，降低了建筑費用。 液壓電梯的優(yōu)點液壓電梯與其它驅(qū)動方式(如曳引電梯)的垂直運輸工具相比，具有以下優(yōu)點[12]:1）、機房設(shè)置靈活。在相同主參數(shù)情況下，液壓傳動系統(tǒng)比曳引驅(qū)動系統(tǒng)的體積小、重量輕。 本論文的選題意義及研究內(nèi)容 本論文的選題意義由于液壓電梯具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國外中、低層建筑中的應用已相當普遍。為徹底解決國產(chǎn)化問題，并將液壓電梯迅速推向市場，必須優(yōu)化液壓系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計合理的控制系統(tǒng)，使得電梯的運行性能達到國際水平的前提下，大幅度降低造價，以促進液壓電梯在國內(nèi)大規(guī)模的廣泛使用。本論文中采用拓撲原理建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，即先根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)建立液壓系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖，將系統(tǒng)分成若干個可以獨立的子系統(tǒng)，然后再分別建立每個子系統(tǒng)的數(shù)學模型，最后再根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)組合成整個大系統(tǒng)的數(shù)學模型。第2章 液壓電梯的液壓系統(tǒng)設(shè)計隨著人們生活水平的不斷提高，電梯已經(jīng)廣泛運用于人們?nèi)粘Ｉ钪?，而液壓電梯則是電梯中的一個重要梯種，液壓電梯具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國外中、低層建筑中的應用已相當普遍, 我國對液壓電梯的研制、開發(fā)起步較晚, 雖已有一些單位開展研究、生產(chǎn), 但國產(chǎn)化程度不高, 主要依靠進口。1為電梯轎廂 2為支承液壓缸圖21 液壓電梯結(jié)構(gòu)簡圖 液壓系統(tǒng)設(shè)計液壓電梯中用得最多的液壓系統(tǒng)是節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。電控單向閥由普通液控單向閥改裝而成,電磁閥失電時像普通單向閥一樣正向通流, 反向截流。液壓缸能與各種傳動機構(gòu)相配合，完成復雜的機械運動，從而進一步擴大了它的運用范圍。與普通多級伸縮缸的最大不同之處在于同步伸縮缸的各級柱塞桿的出桿速度是相等的。根據(jù)同步原理可得下面方程組： （21）方程組21中都是相對速度而不是絕對速度，就是說是柱塞桿Ⅰ相對于柱塞Ⅱ的現(xiàn)對速度，是柱塞桿Ⅱ相對于柱塞桿Ⅲ的相對速度，是柱塞桿Ⅲ相對于缸筒Ⅳ的相對速度[14]。密封元件可以防止液壓缸的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。液壓缸的工作速度，也受密封件的限制。材料為聚氨酷AU92，最高工作壓力可達40MPa，溫度401O0。本課題屬于高壓系統(tǒng)，應選用強度好、耐高壓、變形小、抗腐蝕性的無縫鋼管。q—液壓泵的總額定流量(L/min)。在本系統(tǒng)中要求單向閥的通流能力滿足以上，那么可以采用上海液壓件廠的A型單向閥[20]，壓力范圍，公稱通徑為50mm，額定流量為。最后依次對系統(tǒng)的管路、過濾器、各種閥進行設(shè)計計算，獲得相關(guān)參數(shù)后即可確定各種液壓元件的材料，并根據(jù)市場的情況選用合適的液壓產(chǎn)品。其次對液壓系統(tǒng)進行拓撲結(jié)構(gòu)分析，將液壓大系統(tǒng)簡化或抽象化，建立節(jié)點的拓撲約束方程和邊界約束方程?！缌鏖y，二通口元件。、—系統(tǒng)內(nèi)三通口節(jié)點?！簤罕玫某隹谌莘e。兩個液壓缸的同步運動就是靠調(diào)節(jié)此處兩個比例流量閥來實現(xiàn)的。當有下行召喚信號出現(xiàn)時, 打開電控單向閥, 液壓油從液壓缸中流出，經(jīng)過液控單向閥、液壓橋，和比例流量閥流回油箱，此過程中調(diào)節(jié)比例流量閥就能實現(xiàn)電梯的回油節(jié)流調(diào)速。 Simulink簡介Simulink為Mathworks公司推出的交互式模型輸入與仿真環(huán)境，為MATLAB在仿真和CAD中的應用開創(chuàng)了新的局面，Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。對各種時變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進行設(shè)計、仿真、執(zhí)行和測試。（6）使用Embedded MATLAB模塊在Simulink和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用MATLAB算法 。在上行的這三個過程中，液壓系統(tǒng)的基本模型是不變的，只是輸入到液壓缸的液壓油流量變化，然后實現(xiàn)了電梯轎廂速度的變化。子系統(tǒng)的數(shù)學模型如下：由于三級同步液壓缸的模型較為復雜，我們可以將同步液壓缸分三級進行討論，分別建立仿真模型：Ⅲ環(huán)節(jié)其數(shù)學模型如下：消去系統(tǒng)模型中的過渡部分，可以得其仿真模型Subsystem框圖如圖43：圖43 缸筒IVⅢ環(huán)節(jié)的仿真框圖ⅢⅡ環(huán)節(jié)其數(shù)學模型如下：消去系統(tǒng)模型中的過渡部分，可以得其仿真模型Subsystem1框圖如圖44：圖44 缸筒ⅢⅡ環(huán)節(jié)的仿真框圖Ⅱ柱塞Ⅰ環(huán)節(jié)其數(shù)學模型如下：消去系統(tǒng)模型中的過渡部分，可以得其仿真模型Subsystem2框圖如圖45：圖45 缸筒Ⅱ柱塞Ⅰ環(huán)節(jié)的仿真框圖根據(jù)以上各環(huán)節(jié)分析，可以得到液壓缸的仿真模型如圖46：圖46 液壓缸的仿真模型框圖根據(jù)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)和對每個子系統(tǒng)的分析，得到系統(tǒng)的仿真模型如圖47：圖47 電梯上行液壓系統(tǒng)的仿真框圖 電梯上行液壓系統(tǒng)的仿真在電梯上行時，液壓泵輸入為一個階躍信號，而比例流量閥的通徑大小輸入為一個反向的梯形信號，系統(tǒng)的速度的調(diào)節(jié)主要是依靠比例流量閥的通徑大小的調(diào)節(jié)的。同步伸縮液壓缸的各級缸筒伸出的相對長度是相等的，而其位移則是逐級累加的，所以可以得到如圖412所示的曲線，下面曲線合理反映了各級缸筒的位移，且各級位移滿足電梯的運行要求。下面是對系統(tǒng)輸入的流量曲線和比例流量閥通徑變化曲線如圖4圖49。在此過程中采用了液壓泵輸入恒定流量信號，通過調(diào)節(jié)調(diào)速閥對系統(tǒng)進行旁路節(jié)流調(diào)速。（8）具有圖形化的調(diào)試器和剖析器來檢查仿真結(jié)果，診斷設(shè)計的性能和異常行為 。Simulink與MATLAB 緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分