消防云梯车变幅液压驱动系统的建模仿真.pdf

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1、第12卷第1期中国工程机械学报Vo1．12No．12014年2月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYFeb．2014消防云梯车变幅液压驱动系统的建模仿真陈刚，李平，崔壮平，曾杨，蒲鹏飞(中联重科股份有限公司，湖南长沙410013)摘要：简述了消防云梯车的功能、上车结构以及变幅液压驱动系统的组成，通过对比例阀、液压缸、平衡阀组成的液压系统的动静态响应特性以及油缸与臂架运动的非线性关系的研究，完成了液压系统模型在MATLAB／Simulink中的仿真．通过仿真模型的输出结果与实车测试结

2、果对比，仿真模型在动静态特性指标上能满足消防云梯车臂架智能控制的要求．关键词：消防云梯车；变幅液压驱动系统；仿真；MATLAB中图分类号：TP69文献标志码：A文章编号：1672—5581(2014)01—0007—06Modelingandsimulationonhydraulically-drivenluffingsystemforfireladdertrucksCHENGang，LI，CUIZhuang-ping，ZENGYang，PUPeng-fei(ResearchCenterofZoomlion，Chang

3、sha410013，China)Abstract：Firstly，thefunction，boardingstructureandhydraulically-driven1ufingsystemoffireladdertrucksaresummarized．Bycomparingthestaticanddynamicresponsesfromhydraulicsystem、thproportionalvalve，hydrauliccylinderandbalancingvalve，andstudyingthenonli

4、nearmotionalrelationshipbetweencylinderandboom．thehydraulicsystemmodelisthensimulatedusingMATLAB／Simulinkm．Finally。incomparisonofsimulationmodeloutputswithactualtestingresults，theintelligentcontrolrequirementsoffire1addertruckboomcanbesatisfiedintermsofstaticand

5、dynamicperformancecriteria．Keywords：fireladdertruck；hydraulically—drivenluffingsystem；simulation；MATLAB1引言消防云梯车在高层建筑火灾抢险中担任着非常重要的角色，承担着压制火情、高空抢险、人员施救的重要任务l1]，其实车如图1所示．消防云梯车的臂架系统连接在通用汽车底盘基座上，可以完成3个自由度的运动：绕垂直轴线的转动、在垂直图1消防云梯车实车Fig．1Fireladdertruck平面的升降运动及臂架的伸缩运动，其上

6、车结构示意图如图2所示．图2中，c为臂架长度；0为臂架企业对消防云梯车实施了智能臂架项目，取得了很变幅角度；为臂架回转角度．好的市场反应．获取简单而有效的液压驱动系统模变幅运动是消防云梯车完成功能的一个主要型是实施智能臂架的前提，本文以中联重科的消防运动，如果对其实施智能控制，则能显著提高云梯云梯车为对象，通过研究分析液压驱动系统中各元车的工作效率，挽救更多的生命财产_3]．国外已有件的动静态特性，为消防云梯车臂架的智能控制提基金支持：湖南省自然科学基金资助项目(13JJ3131)作者简介：陈刚(1977一)，男，博士

7、后，高级工程师．E．mail：andsen8701@163．com中国工程机械学报第12卷和变幅下降模型的不同仅仅体现在参数设置上，故本文仅针对变幅上升模型给出详细推导过程．2．1比例阀的建模当比例阀阀芯的运动方向如图4所示时，比例阀进油口的流量q由伯努利方程可得：—————一ql：CdWX^／(P一p1)(1)V式中：Ca为电液比例方向阀的流量系数；cU为阀口图2消防云梯车上车结构示意图的面积梯度；为电液比例方向阀的阀芯位移；lDFig．2Fireladdertruckonthecarsstructurediagra

8、m为液压油的密度；P为电液比例阀进口压力．供合适的液压驱动系统模型l_4]．其液压驱动系统如图3所示．图3中，1为具有压力补偿功能的电流比例流量控制阀；2，3为平衡阀；4为单杆活塞缸．平衡阀3是为了使臂架下降时不失速，平衡阀2是为了使臂架停止时不产生向上的过冲．P为液压缸无杆腔压力；P。为液压缸有杆腔压力；P。为比例阀出油口压力；