随着科学技术的发展,工程机械行业对系统控制要求也越来越高。多功能履带式起重机作为应用范围最广的工程机械,其自由落钩的功能开发与性能优化一直是行业内研究热点,具有重要的理论与工程应用意义。本文基于国内外仿真技术与控制方法研究现状,以某公司多功能履带式起重机自由落钩系统为研究对象,以补偿系统非线性环节,实现自由落钩柔性刹车为目的。分析了多功能履带式起重机自由落钩系统原理、减速机离合器原理,建立了系统的仿真模型。对系统非线性环节进行了试验研究,并进行了相应的控制补偿;通过踏板电流重新分布,提高了刹车踏板控制制动扭矩的分辨率;通过控制踏板输出电流斜率,实现自由落钩柔性刹车。本文论文主要研究内容如下。首先,通过总结国内外履带式起重机自由落钩系统研究基础,结合现有技术现状、设备条件、成本限制等因素,提出一套合理解决方案。其次,分析自由落钩液压系统、卷扬系统、机械传动系统、控制系统等进行系统分析,建立仿真模型。通过仿真与试验明确两种不同原理与比例阀对离合器控制精度的影响。最后综合应用比例阀滞环补偿、踏板档位重分配、踏板电流重分布、输出电流预调控等手段,优化自由落钩动态刹车效果,提高系统操控性,降低刹车冲击。通过控制器输出信号的检测与重新调整,降低比例阀滞环至少60%,大大提高了自由落钩刹车力矩的控制精度。通过大量试验数据,明确不同负载下有效刹车区间,进而通过踏板输出电流的精准分布,将踏板有效控制角度由4.8°提升至6.2°,有效控制区间扩大了29%。通过对动力优先电磁阀的重新选配,缩减动力优先时间47.5%。通过不同吊重下的整机试验,验证仿真模型与优化方案的有效性,取得了企业领导与操作手的一致认可。