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根据机械结构优化设计的基本理论,针对高空作业平台臂架的结构特点,结合影响高空作业平台臂架结构动态性能的基本因素,提出高空作业平台臂架动态优化设计的八个基本原则:门架各阶模态频率*高原则、高空作业平台臂架结构重心*低原则、高空作业平台臂架各阶频率均匀分布原则、高空作业平台臂架等刚度原则;高空作业平台臂架结构固有频率下低上高原则、高空作业平台臂架固有频率避免与激励频率重合原则、高空作业平台臂架主要受力方向与主刚度方向重合原则、高空作业平台臂架结构质心靠近约束原则。用提出的高空作业平台臂架结构动态优化基本原则,对高空作业平台臂架进行优化设计,仿真结果表明,优化效果良好。提出势能回收效率影响因素试验的试验项目及试验方案。分析了势能回收效率的影响因素试验的试验结果,得到结论如下:势能回收效率随着动臂负载的增大而增大,随着动臂下降速度的减小而增大,随着动臂下降加速度的减小而增大。试验结论与仿真分析结果完全一致,验证仿真模型的合理性及仿真结果的正确性。对比分析传统电动和能量消耗试验的试验结果,得到的结论如下:势能回收系统对超级电容器组的充电量占能量源铅酸蓄电池组和超级电容器组总放电量的,势能回收效果明显;带势能回收系统可延长工作时间:。分析两种试验动臂上升试验的试验结果,得到的结论如下:可以避免铅酸蓄电池组大电流放电,有效延长铅酸蓄电池组的使用寿命,降低的使用成本。
建立势能回收系统数学模型和势能回收效率模型,研究了势能回收效率与高空作业平台臂架动力学性能参数及势能回收系统零部件参数之间的关系,结果表明:势能回收效率随着臂架负载的增大而增大,随着动臂下降速度、动臂下降加速度的减小而增大;势能回收效率随着液压马达排量的增大而增大,随着液压马达转动惯量、升降油缸活塞面积、升降油缸运动部件质量的减小而增大。为势能回收系统参数匹配设计及控制策略制定提供依据。提出了基于双能量源铅酸蓄电池组和超级电容器组、变转速容积调速的势能回收系统方案。双能量源满足势能回收系统对高功率密度和高能量密度能量源的需求;变转速容积调速实现了系统输入功率与负载所需功率的完全匹配,无节流损失和溢流损失,提高了系统效率。提出了基于节流辅助调速和变转速容积调速复合控制的势能回收系统方案,解决了动臂下降速度波动问题。
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