高空作业平台是现代一种重要的施工设备,在电力、通讯、交通、消防、造船等领域发挥着它的作用价值。随着高空作业平台应用领域的不断扩大,对高空作业平台性能的要求也越来越高。为解决传统研究方法投资大、耗时长、设计精度差等问题,本文在软件SimulationX环境下,开发高空作业平台虚拟样机,完成了高空作业平台各自由度液压系统特性的分析、控制策略的研究以及工作斗运行轨迹的控制。本课题以型号10V02002自行走直臂式高空作业平台为研究对象,主要完成以下工作:(1)完成该型号高空作业平台虚拟样机开发。根据高空作业平台机械结构将其分为车座、俯仰机构、伸缩机构、调平机构与工作斗五部分。在SimulationX环境下,解决了借助SolidWorks搭建的车座与工作斗三维模型的导入、俯仰机构与调平机构旋转关节的连接、伸缩机构伸缩关节的使用以及各自由度液压系统的建模等问题,完成高空作业平台虚拟样机的开发。(2)研究高空作业平台俯仰液压系统与伸缩液压系统运行特性。首先对俯仰液压系统和伸缩液压系统在开环控制方式下给定液压阀不同大小、不同方向控制信号,在闭环控制方式下给定阶梯往返信号,观察分析液压系统响应;然后对液压系统正反向运行特性进行理论分析;最终得出俯仰液压系统正反方向运行特性相似而伸缩液压系统的正反向运行特性相差较大。(3)采用位置反馈加前馈补偿控制策略实现液压系统跟踪特性的提高。针对液压系统正反向运行跟踪特性差的问题,本文在闭环液压控制系统基础上,采用前馈补偿控制策略,使高空作业平台液压系统跟踪特性得到明显的提高。(4)实现对工作斗运行轨迹的控制。以工作斗在竖直方向由加速—匀速—减速上升运行过程为例,根据工作斗运行轨迹和俯仰液压缸与伸缩液压缸活塞运行轨迹的逆运算关系,得出工作斗轨迹运算算法。仿真分析工作斗运行速度、位移以及加速度,工作斗实际运行轨迹与期望轨迹基本一致,实现对工作斗运行轨迹的控制。