工程机械电控系统平台设计与应用.docx
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1、 Classified Index: TP273+.5A Thesis Submitted tothe Faculty of Graduate of Shandong Universityfor the Degree of Master of EngineeringDesign and Application of Construction Machinery ElectricalControl System PlatformCandidate: Zhang Xinjie Specialty:Mechatronic EngineeringSupervisor: Professor Liu Ri
2、liangShandong University, Jinan, P. R. ChinaMay 27,2012原 创 性 声 明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外,本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:多明杰日期:7 , 叫关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷 件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有
3、关数据库进行检索,可以采 用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名:、 导 师 签 名 日 期 :目录目录 m .IABSTRACT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ill第第 1 章绪论章绪论.11. 1 课题背景和研究意义.11.2 工程机械电控系统概述和国内外发展概况.21.2.1 工程机械电控系统概述.21.2.2 工程机械电控系统国内外发展概
4、况.51. 2. 3 课题的提出 .111.3 本文研究 rt 容.11第第 2 章控制平台功能需求分析和总体规划章控制平台功能需求分析和总体规划.132.1 控制平台的工作原理 .132. 1. 1 自动变速控制的工作原理.132. 1.2 电子功率优化控制的工作原理 .142. 1.3 工作装置控制的工作原理 .152.2 控制平台功能需求分析 .162. 2. 1 控制平台的基本要求.162. 2. 2 电控单元输入输出信号分析.172.2.3 电控单元的技术指标.192.3 控制平台设计方案总体规划.192.4 本章小结.20第第 3 章工程机械电控系统硬件平台的建立章工程机械电控系统
5、硬件平台的建立 .213.1 执行单元计.213.1.1 传感器的选择.213. 1.2 执行电磁阀的选择.233.2ECU 电控单元硬件的设计与实现 .243.2.1 电源模块电路.243. 2.2 通讯模块电路.26I山东大学硕士学位论文3. 2. 3 主控模块电路 .263.2.4 模拟信号处理电路 .273.2.5 数字信号处理电路 .283.2.6 频率信号处理电路 .293. 2. 7 驱动与控制电路 .303.2.8 CPLD 功能设定及其硬件电路实现 .333. 3 比例电磁阀驱动模块.353. 3. 1 ARM 的 PWM 输出控制 .353. 3. 2 PWM 比例控芾 U
6、 技术 .353. 3. 3 比例电磁阀工作原理 .363. 3. 4 比例电磁阀斜坡控制方法研究 .363. 3. 5 电流反馈环控制 .403. 4 工程机械电控系统抗干扰设计.403.4. 1 工程机械电控系统主要的干扰来源 .403. 4. 2 工程机械电控系统硬件电路抗干扰措施 .403. 5 本章小结.41第第 4 章电控系统控制功能的实现章电控系统控制功能的实现 .434. 1 自动变速控制功能的研究.434. 1. 1 自动变速的控制流程 .434. 1.2 换挡规律的研究 .464. 1. 3 工程机械三参数换挡规律的确定 .494. 2 电子功率优化控制功能的研究.514.
7、2. 1 工程机械液压系统的能量损失及改进措施 .514. 2. 2 发动机和变量泵功率匹配 .524. 2. 3 功率匹配控制策略 .534. 3 工作装置控制功能的研究.554. 4 本章/J、结.56第第 5 章工程机械电控系统实验章工程机械电控系统实验 .57目录5,1 实验平台搭建 .575. 2 实验内容和实验结果 .575. 3 本章,J、结 .63第6章总结与展望.65#考文# . 67W c W. 71III山东大学硕士学位论文CONTENTSABSTRACT (In Chinese). .IABSTRACT (In English). IllChapter 1 Introd
8、uction. 11.1 Background and significance of the research.11.2 Overview and development.21.2.1 Construction machinery electronic control system overview.21.2.2 Construction machinery electronic control system development.51.2.3 Topics raised. 111.3. Contents of this article. 11Chapter 2 Control platf
9、orm functional requirements and program.132.1 Control platform works principle. .132.1.1 Automatic transmission works principle.132.1.2Electronic power optimization works principle.142.1.3Working device control works principle.152.2Control platform functional requirements analysis.162*2.1 Basic requ
10、irements of the control platform.162.2.2The electronic control unit signal analysis.172.2.3Technical indicators of the electronic control unit.192.3Overall program of the control platform.192.4Summary .20Chapter 3 Establishment of the control platform .213.1 Design of the implementation unit. .213.1
11、.1 Sensor selection.213.1.2 The implementation solenoid valve selection.233.2 Design and implementation of the ECU hardware.243.2.1 Power module circuit.243.2.2 Communication module circuit.26IVCONTENTS3.2.3 Main control module circuit. 263.2.4Analog signal processing circuit. 273.2.5Digital signal
12、processing circuit. 283.2.6Frequency signal processing circuit. 293.2.7Drive and control circuits. 303.2.8. CPLD function set and the hardware circuit . 333.3 . Proportional solenoid valve driver module. 353.3.1. PWM output control of ARM. 353.3.2PWM proportional control technology. 353.3.3. The wor
13、king principle of the valve. 363.3.4Slope control method of proportional solenoid valve. 363.3.5The current feedback loop control . 403.4 Anti-jamming design of the electrical control system. 403.4.1 The main sources of interference. 403.4.2. Hardware circuit anti-jamming measures. 403.5 Summary. 41
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