【文章內(nèi)容簡介】 .............................................................................. 28 泵的數(shù)學(xué)模型 ............................................................................................ 28 單向閥的數(shù)學(xué)模型 .................................................................................... 29 比例流量閥的數(shù)學(xué)模型 ............................................................................ 29 液壓橋的數(shù)學(xué)模型 .................................................................................... 31 液控單向閥的模型 .................................................................................... 32 液壓缸的數(shù)學(xué)模 型 .................................................................................... 32 系統(tǒng)上行的模型 ........................................................................................ 35 電梯下行的數(shù)學(xué)模型 ........................................................................................... 36 本章小結(jié) ............................................................................................................... 38 第 4 章 電梯液壓系統(tǒng)的動態(tài)仿真 .................................................................................... 39 simulink 簡介 ...................................................................................................... 39 電梯上行時液壓系統(tǒng)的仿真分析 ........................................................................ 40 供油子系統(tǒng)的仿真模型 ............................................................................ 41 液壓橋和液控單向閥組成調(diào)整子系統(tǒng)的仿真模型 ................................ 41 三級同步液壓缸構(gòu)成運行系統(tǒng)的仿真模型 ............................................ 42 電梯上行液壓系統(tǒng)的仿真 ................................................................................... 46 電梯上行液壓缸的速度曲線 .................................................................... 47 電梯上行液壓缸的位移仿真曲線 ............................................................ 49 電梯上行液壓缸各級缸筒壓力仿真曲線 ................................................ 49 本章小結(jié) ............................................................................................................... 50 第 5 章 電梯液壓系統(tǒng)的 PID 控制 .................................................................................... 51 PID 控制原理 ........................................................................................................ 52 位置 PID 控制算法 ............................................................................................... 53 數(shù)字 PID 控制算法的該進 ................................................................................... 54 液壓電梯液壓系統(tǒng)的 PID控制器的設(shè)計與仿真 ............................................... 56 PID 控制器設(shè)計 ......................................................................................... 56 采樣周期的確定 ........................................................................................ 57 PID 控制器參數(shù)整定 ................................................................................. 58 電梯液壓系統(tǒng) PID 控制器仿真 ................................................................ 58 本章小結(jié) ............................................................................................................... 64 結(jié)論與展望 .......................................................................................................................... 65 致 謝 .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .............................................................................................................................. 67 第 1 章 緒論 液壓電梯的發(fā)展概況 電梯的廣泛使用早已成為工業(yè)化社會的標(biāo)志之一，目前在發(fā)達(dá)國家里，電梯早已經(jīng)進入了人們的日常生活。在商場、辦公樓、停車場 等公共場所，以及公寓樓、私人住宅中電梯已經(jīng)成為人們必不可少的交通工具 [7]。 液壓電梯是由液壓傳動的電梯，通過液壓動力源 (液壓泵 )把液壓油壓入液壓缸，使柱塞向上運動，直接或間接地作用在轎廂上，使轎廂上升。轎廂的下降一般靠自重使液壓缸內(nèi)的油液返回油箱中。液壓電梯是多層建筑中安全、舒適的垂直運輸工具，也是廠房、倉庫中最廉價的重型垂直運輸設(shè)備。近年來，液壓電梯以其獨特的優(yōu)勢，顯示出強大的生命力 [8]。 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(jì)，于 1845 年由威廉 .湯姆森制造。隨后在1876 年巴黎萬國博覽會上展出了水壓間接式的液壓電梯，它利用公用水管極高的水壓推動液壓缸的柱塞頂升轎廂，下降時靠泄流 [1]。但由于水壓波動及生銹問題難以解決，不久就出現(xiàn)了油壓直接式的液壓電梯。由于當(dāng)時公共液壓站在造價和傳遞方面比蒸汽動力有明顯的優(yōu)越性，而且蒸汽動力電梯采用強制驅(qū)動方式，其卷筒的寬度限制了電梯行程的根數(shù)，所以從 1870 年到 19 世紀(jì)末逐步得到發(fā)展。但是早期的液壓電梯功能較簡單，主要用于運送貨物。 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(yīng)用，使得液壓傳動和液 壓控制技術(shù)得以發(fā)展。雖然 19 世紀(jì)中葉倫敦金融城區(qū)內(nèi)的辦公樓就開始使用液壓電梯，但真正大規(guī)模推廣使用是從 50 年代末開始，60 年代進入持續(xù)穩(wěn)定增長期， 70年代液壓電梯進入迅猛發(fā)展階段， 80年代液壓技術(shù)更加成熟，其市場占有率逐步增加 [2]。近年來，國際市場上 10層 (高 40M)以下的建筑中的電梯 70%采用了液壓電梯 [3]。 近年來，由于曳引電梯技術(shù)的進步，對液壓電梯市場產(chǎn)生了強有力的沖擊，尤其是無機房曳引電梯的面世【芬蘭通力公司 (KONE)的 MONOSAPCETM 和瑞士迅達(dá)公司(SCHINDELRMOBIELTM)、 LMC 公司的 GENESIS 方案、 VESTNER 公司的自支撐電梯方案、HRIO 公司的無機房方案等】，使得液壓電梯在機房設(shè)置方面的優(yōu)勢不復(fù)存在 [5]。但這 并不意味著液壓電梯將被淘汰，高性價比使其還會繼續(xù)發(fā)展，在重載場合，它仍具有廣闊的市場。 國內(nèi)液壓電梯的發(fā)展簡況 我國液壓電梯的研制開發(fā)工作始于 1977 年，在當(dāng)時的第一機械部起重機械研究所主持下，試制了兩臺采用通用液壓元件的液壓電梯，但由于經(jīng)驗不足，一些技術(shù)指標(biāo)未能達(dá)到預(yù)期的性能要求 [9]。 1984 年浙江大學(xué)流體與控制研究所與天津電梯研究所合作，成 功研制出兩臺采用流量反饋電液比例控制的液壓電梯，性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求，并于 1985 年通過了浙江省鑒定。近年來，我國液壓電梯的研究、開發(fā)和使用發(fā)展很快，國產(chǎn)液壓電梯新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，相繼投放市場。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]。 液壓電梯不僅具有運行平穩(wěn)、舒適性好、故障率低、安裝靈活等特點，而且能達(dá)到整體協(xié)調(diào)、豪華和重載的要求，因此，液壓電梯首先可以用做商場、賓館、高級飯店、體育場、娛樂場等豪華建筑和古典建筑中的觀光電 梯與重載電梯。隨著人們居住條件的不斷改善，在一些舊房改建中需增設(shè)電梯的場合，不需頂層機房的液壓電梯將具有很大優(yōu)勢，特別是一些需要保證外觀及內(nèi)在建筑風(fēng)格的古典建筑中安裝電梯，液壓電梯更是由于安裝方便、性能良好及較低的故障率成為用戶的最佳的通常也是唯一的選擇。另外是一些特殊使用場合，如車用電梯、船用平臺等，由于液壓電梯具有功率重量比大、安裝靈活等特點，將會使液壓電梯壟斷這一領(lǐng)域 [10]。對于辦公樓、圖書館、醫(yī)院、實驗樓、地下工程等建筑中使用的電梯，這類電梯雖然己有少量定貨，但還有待于進一步開發(fā)。這些液壓電梯市場 的啟動，將推動液壓電梯生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大，成本進一步降低。促使更多的資金投入研究，從而提高其性能，形成一種良性循環(huán)。 液壓電梯工作原理概述 液壓電梯作為除電動電梯之外的另外一個電梯種類，其工作原理和曳引電梯有很大的不同。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]。 液壓電梯的液壓傳動系統(tǒng)包括以下幾個主要部件 : (a)、液壓泵站，即電機、油泵、油箱。油泵是將電動機輸 入的機械能轉(zhuǎn)化為流動油液的壓力能。油箱包括控溫元件、濾油器、消音器及油管等輔件，以保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久的工作 。 (b)、控制閥，它是由多種閥組合而成的控制閥塊，控制液壓油的流向、速度及加減速度，從而使轎廂達(dá)到良好的運行性能 。 (c)、油缸，動力執(zhí)行元件，將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為與其直接聯(lián)接的轎廂運動機械能。 (d)、牽引裝置，液壓缸的運動，通過牽引裝置來牽引電梯轎廂的運動。 轎廂的運動是由電力驅(qū)動的泵使具有壓力的液壓油通過控制閥和管路從油箱流入液壓缸，或從液壓缸流回油箱來實現(xiàn)的?？刂崎y及油泵電機靠機房 內(nèi)的控制柜來控制。 液壓電梯的控制系統(tǒng)是一個速度控制系統(tǒng)。其工作過程是這樣的 :當(dāng)液壓電梯上行時，電機帶動油泵迫使一部分油液進入油缸，推動柱塞以一定的加速度伸出油缸 。接著油泵輸出的油液全部進入油缸，轎廂以額定速度運行 。當(dāng)轎廂接近所選層站時，液壓電梯捕捉到井道中的