一体化清污水闸结构设计与控制方法研究

简介

针对传统水闸无法实现渠道自动清污和清淤的问题,提出了一种集拦污栅、清淤器和液压伺服控制系统于一体的清污水闸。首先,利用SolidWorks软件设计了一体化清污水闸的三维机械结构,并对其清淤、清污动作进行了模拟仿真;然后,对其核心受力部件液压缸进行了受力分析,通过ANSYS Workbench软件对液压缸和底座进行了校核测试,并分析了液压缸和伺服电机的选型过程和方法;最后,利用MATLAB软件对液压伺服测试平台模型进行了仿真,得到了系统的动态性能曲线,并对比分析了PID控制和非PID控制系统的响应情况。研究结果表明:一体化清污水闸不仅能实现清污和清淤功能,而且符合受力和校核要求;同时,采用PID算法能在0.38 s左右使系统达到稳定,且稳态误差趋向于0,可保证拦污栅和清淤器快速准确定位,满足农业灌区渠道的无人化管理需求。