数字液压在挖掘机中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

前言

液压及控制技术是一种应用极为广泛的基础技术，在世界经济各领域中获得了极为广泛的应用。液压系统是挖掘机上重要的组成部分，它是挖掘机工作循环的的动力系统。随着各种工程对液压挖掘机的需求量的增加，生产制造业也日益蓬勃发展。液压传动技术迅速发展成为一种成熟的传动技术，挖掘机有了适合它的传动装置，为挖掘机的发展建立了强有力的技术支撑，是挖掘机技术上的一个飞跃，同时，工程建设和施工形式也发生了很大变化。挖掘机的工作条件恶劣，且动臂和底盘动作非常频繁，因此要求液压系统工作稳定，平均无故障时间长。因此，液压系统的性能优劣决定着挖掘机工作性能的高低。液压技术的发展直接关系挖掘机的发展，挖掘机与液压技术密不可分，二者相互促进。液压技术是现代挖掘机的技术基础，挖掘机的发展又促进了液压技术的提高。挖掘机的液压系统复杂，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在挖掘机上。挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路、支腿顺序回路、支腿锁止回路和先导阀操纵回路等，由它们构成具有各种功能的液压系统。随着科技的进步，挖掘机的液压系统将更加复杂，功能更加多样且便于操作控制，工作效率高，耗能少，先进的液压系统会使挖掘机在工程领域发挥更大的作用。

正文

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

数字化控制早在20世纪80年代已经被开始研究和应用，在液压元件与系统方面的应用也在逐步夸大，液压系统也逐渐从传统开关型控制方向向数字式控制方向发展。数字式控制时指控制信号的主要部分是以数字量的形式来进行的控制形式。随着微型计算机的价格不断下降，尤其是单片机，单板机的价格低廉，为液压系统的数字控制提供了必要的条件。

数字式控制系统按信号的处理方式来分，可分为数模混合式数字控制和脉冲调制式控制。脉冲调制式又可分为脉宽调制（PMW），脉幅调制（PAM），脉频调制（PFM），脉码调制（PCM）和脉数调制（PNM）等。按被控制方式可分为间接式数字控制和直接式数字控制。为了能使液压系统实现高速，高效及高可靠性，实现液压系统的数字化控制，需研制将电信号输入转换为液压输出的性能良好的数字元件。这种数字液压元件通过把电子控制单元安装于传统泵，缸，马达或者阀内，并进行集成化处理（如把传感器集成于液压缸的活塞杆上），变形成了种类繁多的数字元件如数字泵等。数字油缸外形与现有普通油缸没多少差别，但功能却大不一样，它几乎集中了现有液压技术的所有功能，它能直接接受专用数字控制器、计算机及PLC可编程序控制数字液压及数字控制技术器发出的数字脉冲信号而可靠工作，脉冲频率代表速度，脉冲总数代表行程，一一对应。数字缸只需接通液压油源，不需任何其它液压阀件和传感器，所有的功能都通过电子控制器直接设定，把传统液压控制中复杂的阀口控制技术彻底的改为了直接给定的电子控制技术，它不但取消了复杂的液压系统设计和各种油路块设计及加工，而且把现场调试直接搬到了办公室。数字缸是推动各种机构完成自动控制的精密元件，它分工业精度型、高精度型和超高精度型三类，输出力量从公斤级到千吨级，几乎包括了绝大部分液压传动中的自动控制应用领域。而最为宝贵的是它的性价比十分优良，远远超过传统系统，具有极好的应用前景。