随着我国城市化建设和基础设施设备养护的深入推进,路灯清洗工作变得日益迫切。目前多靠人工或者半人工式进行清洗,是城市环保中的一项艰巨而繁重的任务,虽投入巨大仍严重不能满足实际清洗需求。论文围绕路灯清洁技术,开发自动化路灯清洁装置,设计路灯清洗装置的接触力调节结构及其接触力控制系统。主要内容如下:(1)介绍路灯清洗的研究背景和研究意义,分析主要的清洗方式及存在的不足,调研污染物粘附机理、清洗技术及产品和接触力控制技术的最新发展现状,而后结合实际工程应用需求确定主要研究内容。(2)分析污染物粘附作用的成因,结合路灯透光罩表面污染物的主要来源和垂直分布特点,探讨灯具表面污染物的机械和物理性粘附机理。而后分析污染物累积效应对灯具透光率的影响,获得干洗、润湿清洗两种工况下法向接触力大小。分析水流和机械清洗两种方法的污染物去除机理,制定相应的清洗方式和清洗流程。(3)从路灯清洗装置接触力控制的功能要求出发,设计清洗部件、接触力调节机构及其液压控制系统。对接触力控制液压系统主要元件进行了计算选型,最后从压力损失和系统温升两方面校验液压系统参数选择的合理性。(4)设计盘刷接触力控制系统,建立系统的数学模型分析其动态性能。利用MATLAB/Simulink仿真软件,分析力控制系统的开环频率特性与稳定性。采用经典PID控制和模糊PID控制器分别分析盘刷-灯罩间接触力控制的动态性能,结果表明后者的精度、稳态性和动态特性更好。(5)分析变系统参数对盘刷接触力性能的影响,包括电液比例阀流量增益参数、管道长度、管道直径和负载刚度等。结果表明:1)流量增益与盘刷刷毛压缩量、稳定盘刷接触力之间呈正相关关系。2)随着管道长度的增加,盘刷接触力稳定时间延长,稳态偏差增大,系统响应性能变差,但盘刷接触力波动小。管径增加时,沿程压力损失减小,超调量变大,盘刷接触力与期望接触力偏差小。3)盘刷-灯罩接触模型的等效刚度直接影响着盘刷接触力的动态性能,增大负载等效刚度时,系统的超调量增大。