论文部分内容阅读
随着现代桥梁施工技术的发展,以预应力混凝土梁桥、钢管拱桥、斜拉桥、悬索桥等为代表的大跨径桥梁的修建越来越多。而挂篮是桥梁施工的主要机具,由于挂篮一般在高空中应用,所以对施工的要求很高,施工质量的好坏,一定程度上取决于挂篮底模的的安装与提升高度等的准确性。但现行常用挂篮的悬吊系统大都采用螺旋千斤顶,以人工打顶的方式调节底模平台标高,由于挂篮重量高达几十吨,甚至上百吨,并且施工经常在高空中,所以用起重机等设备几乎不可能。通常每次底模平台的高度调节,都需要十几人甚至数十人一起在高空中作业。这种方法对施工人员的人身安全带来了极大威胁。针对上述问题,本文设计了一种自动挂篮悬吊系统,实现模板整体的自动升降,并对挂篮升降过程中的同步控制问题进行研究,该系统可以大大提高施工的安全性,因此具有重要的研究价值。首先,本文针对桥梁挂篮施工作业特点,进行了自动挂篮悬吊液压控制系统的设计。主要设计工作包括:挂篮悬吊液压系统原理方案,液压系统工作压力、流量等参数的计算,以及液压系统的元器件选型。其次,本文针对两套挂篮升降装置共同提升挂篮这一控制系统,进行了系统的数学建模与同步控制策略研究。建立了比例放大器环节、电液比例调速阀—液压缸—负载环节、位移反馈环节的数学模型;针对挂篮升降同步控制系统的工作特点,并考虑电液系统的非线性、参数不确定性等特性,设计了一种基于“主从方式”的模糊PID控制器,并进行了仿真研究。仿真结果表明,在不同的负载状况下,本文设计的基于“主从方式”的模糊PID控制器都能够提高从动油缸的跟随特性,使双缸的同步误差达到系统同步控制精度要求。最后,本文针对两套挂篮升降装置共同提升挂篮这一控制系统,进行了实验验证。搭建了自动挂篮悬吊系统实验平台,并进行了双缸同步升降实验研究。实验结果表明,在不同的负载、运行速度下,本文设计的基于“主从方式”的模糊PID控制器都能够有效的控制自动挂篮悬吊系统中两液压缸的同步上升和下降。