高铁轴承试验台液压伺服加载系统的设计

根据高铁轴承试验台的结构形式和性能指标,确定高铁轴承试验台液压伺服加载的总体方案,建立其动力机构的负载流量方程和负载压力方程,并对其控制系统进行分析和建立其数学模型。然后,推导出液压伺服控制系统的传递函数,再利用Matlab软件对其控制系统进行动态仿真,并加入PID环节进行系统校正。最终设计出稳定性、快速性和准确性都符合要求的高铁轴承试验台的液压伺服加载系统。     

旋转导向钻井工具造斜率主要影响因素浅析

旋转导向钻井技术是20世纪90年代发展起来的以旋转导向钻井工具为核心的钻井新技术,其中旋转导向钻井系统主要由井下旋转导向钻井工具系统、双向通讯系统和地面监控系统三大部分组成。在简述旋转导向钻井系统国内外发展概况后,详细分析了在旋转导向钻井工具使用中对影响工具造斜率的主要因素,重点从钻头选取、钻具组合两方面进行了论述,并通过在现场的成功应用进行了解释说明,为旋转导向钻井工具在国内的实际应用提供有效参考,希望对国内旋转导向钻井技术的提高有所帮助。     

深海集矿机模型车行走驱动系统

研制了1台集矿机模型车,并通过对集矿机模型车液压驱动系统中所用的比例阀、变量泵以及液压马达的分析研究,分别建立其数学模型;采用PI控制,利用Simulink工具箱对该系统的数学模型进行仿真.在仿真过程中,通过变换负载及改变PID控制器参数来观察输出结果.仿真结果表明:当增加负载时,系统振荡增大,这与系统的实际情况相符;当加入微分控制时,仿真波形有很大毛刺,这说明采用PI控制器比较合适.     

旋转平台液压系统设计

高线生产总线卷的收集非常重要，旋转平台是该区域设备的一个重要部件，常用的驱动方式为液压驱动。本文通过旋转平台的负载进行分析计算。设计出其液压系统原理图。     

大型水压机操纵系统瞬变负载的控制策略

针对大型水压机液压操纵系统的负载力巨大且瞬变的特点,提出滑模变结构控制与精确线性化相结合的复合控制策略,利用精确线性化控制策略提高系统的稳态特性,变结构控制策略补偿瞬变负载的干扰,设计一个近似的连续可导函数代替符号函数以降低控制信号的抖动,并证明复合控制策略作用下系统的稳定性。通过建立系统的数学模型仿真对比复合控制策略与传统PID控制和精确线性化控制的动态响应,并将复合策略应用于大型水压机液压操纵系统。结果表明:复合控制策略能有效的抑制瞬变负载对系统的影响,系统无超调,凸轮响应时间在0.6 s内,转角的相对误差控制在4%以内,提高了液压控制系统的鲁棒性和控制精度。     

井下可控变径稳定器工作机理及力学分析

石油钻井井眼轨迹控制是当今世界性技术难题之一,旋转导向钻井工具可控制井眼轨迹,但日租费昂贵,使用变径稳定器可有效解决该问题。针对目前国内可变径稳定器结构复杂、制造成本高等问题,设计了井下可控变径稳定器,详细介绍了工具的结构组成和工作原理。利用CAE技术对其关键部件进行力学分析;并利用CFD技术计算工具在三种工位时过流压降。综合考虑可变径稳定器受钻井液驱动力、节流套筒及导向体阻力、弹簧弹力等因素,对可调整支撑块进行力学分析,推导出可变径稳定器所受液压压降与工具直径的计算公式,同时实验论证该公式的合理性。该工具与防磨工具配套使用在钻井时可减少钻井时长,大大缩短钻井周期,降低钻井成本。     

液压传动系统的设计及应用

本文主要结合发动机冷却风扇驱动方式的改进设计，介绍了液压传动系统的设计方法。该设计步骤清晰、简略，可适用于当液压传动系统实现旋转运动．且执行元件能在最高和最低转速范围内任一转速下稳定运转的场合。     

磁悬浮轴承转子自适应模糊滑模控制研究

针对磁悬浮轴承转子的电磁力非线性且易受干扰影响等问题,提出了自适应模糊滑模控制方案。非线性电磁力及干扰部分看作系统的不确定部分,并采用模糊逻辑系统以任意精度进行逼近;趋近律设计部分消除了抖振的影响,并通过Lyapunov理论证明了该控制方案的稳定性。Simulink仿真结果表明,该方法不依赖被控对象的精确数学模型,当系统结构参数发生变化时,磁悬浮转子仍能稳定在安全范围内,稳态误差达到0.22μm。     

混动电动轮自卸车电制动非线性变结构励磁控制

针对混动电动轮自卸车(HMDT)电制动励磁控制非线性和负载干扰较大的时变不确定性,对整车稳定性特别是电池寿命的影响,提出一种反馈精确线性化控制与滑模控制相结合的非线性变结构控制(NVSC)励磁控制策略.建立电制动励磁控制SISO二阶非线性模型,对模型精确线性化处理;应用滑模变结构控制设计了转速闭环励磁控制器,考虑矿山恶劣工况下为了削弱系统抖振、保证车速和制动电流稳定,设计了Luenberger负载干扰状态观测器.MATLAB仿真与实验结果表明:NVSC控制器相比PID控制除了具有动态性能好、响应快等优点外,在负载干扰波动下,电机转速和制动回馈电流保持稳定,系统鲁棒性好,保证了HMDT电池寿命和整车稳定.     

单作用缸驱动的负重外骨骼容积调速液压动力单元分析

负重外骨骼动力单元为外骨骼工作提供动力,要求响应迅速,工作稳定,是整个外骨骼系统长时间稳定可靠工作的关键部分。设计了一种单作用缸驱动的负重外骨骼容积调速液压动力单元,结合人体走行步态对液压动力单元的作用机理进行了分析。为研究负重外骨骼单作用缸的负载组成,建立了负重外骨骼走行过程中支撑态时的动力学方程,为负重外骨骼油缸负载的加载提供了理论依据。为了准确模拟负重外骨骼油缸负载,使仿真结果更加可靠,在ADAMS建立负重外骨骼单腿模型,在AMEsim建立动力单元液压系统模型,通过AMEsim与ADAMS联合仿真对该液压动力单元进行了理论分析,结果表明设计的容积调速液压动力单元响应快,单作用缸运动稳定,能满足外骨骼的使用需求。     

零差速式综合传动履带车辆的转向动态特性

针对履带车辆转向时的直驶滚动阻力、转向离心阻力、直驶加速阻力、转向刮土阻力和转向加速阻力等对转向动态特性的影响,以良好路面(如水泥路、农村公路)上的中心转向、液压转向调速系统工作压力和其最高安全压力关系研究为基础,采用零差速式液压转向综合传动,合理匹配转向传动机构,得到了能够保障车辆应对各种转向工况时的工作压力.试验表明:工作压力为最高安全压力的60%～80%时,可保障车辆具有良好的动态转向稳定性.     

基于整体传递矩阵法的导向工具偏心主轴动力学特性

指向式导向工具主轴是进行导向作业的关键部件之一,其动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,因此非常有必要开展工具主轴偏置状态下的动力学特性的研究。基于整体传递矩阵法,建立了指向式导向工具外壳-轴承-主轴系统动力学模型,推导出了主轴任意节点处的几何和力学方程,分析了空载工况下导向工具整体固有频率和振型,结合实例计算了不同偏心距和不同转速下的导向工具主轴测点偏移量,并利用指向式导向工具的试验台架进行了主轴测点偏移量实验验证。结果表明,实验测得的数据与理论推导的主轴测点偏移量数据非常接近,误差最大仅为6.48%,由此验证了所建力学模型的合理性。     

大功率风电机组新型传动系的建模与仿真

在行星齿轮传动的基础上提出了一种用于大功率风电机组的新型液力速度控制传动系,它包括风轮转子、行星齿轮增速机构、液力机械和同步发电机.建立了传动系统的动态数学模型,并以MATLAB/ simulink为仿真平台建立了其仿真框图,对液力速度控制系统的速度调节特性进行了仿真研究.仿真结果表明新型传动系可以实现无级调速、变速输入、恒速输出,并在速度调节特性中显示了很好的稳定性和动态性能;它可以稳定电力的输出,提高风力的发电量,并减轻传动系统的尖峰负载.     

基于FLUENT的插齿机主轴液压轴承静态特性研究

利用基于有限体积法的计算流体力学软件FLUENT对插齿机主轴液压轴承的流场进行三维数值仿真,计算出轴承的动静态承载能力、流量、油膜刚度,分析并得出了相关轴承结构参数对液压轴承静态特性的影响规律．结果表明：当主轴静止时,随着偏心率的增大,承载能力随之增大,静态刚度逐渐减小;低速旋转时,承载能力和刚度均随着偏心率的增大而增大;当主轴在高转速大偏心率时,存在动压效应,并且动压效应对承载能力的影响不可忽略．分析结果可以为静压轴承的设计和优化提供新的计算方法和参考依据．     

液压挖掘机的功率匹配控制方法

 针对当前挖掘机功率控制中常用的转速感应控制方法响应速度慢的缺点,根据液压挖掘机动力系统中液压泵与柴油发动机的动力特性,提出了柴油发动机恒扭矩输入控制与转速感应控制相结合的复合控制方法,建立了基于Simulink 仿真平台的系统仿真模型,导入实际工况下的负载信号,对转速感应控制方法与复合控制方法进行仿真对比分析。仿真结果表明：复合控制方法比转速感应控制方法能更有效地稳定发动机的转速,减少发动机的最大掉速量,使液压泵能充分利用柴油发动机的输出功率,提高整机的效率。     

一种新型的装载机电驱泵控液压转向系统

传统装载机的负荷敏感转向系统存在较高的溢流损失和节流损失,转向过程中能量损耗较大.为提高转向系统的能量利用率,提出一种电驱闭式泵控液压转向系统,采用电控方向盘代替原转向系统中的转向阀和方向盘直接控制同步伺服电机,同步伺服电机转速直接由电控方向盘控制,使液压泵输出转向所需的流量到转向液压缸中.研究中,为验证该系统的可行性,首先建立联合仿真模型;然后构建该转向系统的试验测试样机进行验证,并对比原负荷传感转向系统与改进系统在相同转向工况下的工作特性.由试验结果可知,电驱闭式泵控液压转向系统消除负荷敏感转向系统的溢流损失和节流损失,并降低了转向系统的待机能耗,比负荷传感转向系统节能约56%,提高了转向系统的响应速度,使转向过程更加平稳、迅速.      

分布式驱动电动汽车电液复合分配稳定性控制

针对分布式驱动电动汽车各车轮电机力矩和液压制动力矩可独立控制的特点,以操纵稳定性为目标,设计电机与液压制动复合分配的控制策略.控制策略采用分层控制的结构,上层运动控制器根据驾驶员输入和车辆状态的反馈求取广义力,下层控制分配器在执行器约束及速度约束下,考虑轮胎纵侧耦合特性对横摆转矩的影响,采用二次规划法进行转矩分配,实现车辆的稳定性控制效果.最后利用CARSIM和MATLAB软件对电液复合算法进行了联合仿真,并进行了实车试验来验证算法,最终的仿真和试验结果表明复合分配控制策略的控制效果相对仅用电机控制时要好,提高了车辆的稳定性控制效果.     

井眼轨迹控制工具主轴力学行为分析

采用梁单元模型对井眼轨迹控制工具主轴进行简化,基于动态有限元显示积分算法,分析了主轴转速、偏移量及钻压对主轴力学行为的影响。结果表明:主轴转速及钻压对主轴力学行为影响较小;随着偏移量的增加,偏心环作用力、下支撑轴承作用力、钻头侧向力逐渐增加。并通过室内试验,验证了主轴力学行为仿真分析的正确性。     

水压轴压耦合作用下混凝土变形试验研究

利用微机控制多通道轴压水压联合作用岩石-混凝土流变试验系统对真实水环境中混凝土试样进行不同水压轴压下的压缩试验,研究不同水压轴压条件下混凝土试样变形及破坏规律。试验结果表明:真实水环境中,水围压增大混凝土试样轴向应变增加,即高水压不利于混凝土结构随时间的应变稳定;水围压能使混凝土试样体现一定的塑性,同时又在混凝土出现微裂纹时加速试样破坏进程。由于压力水具有流动性和劈裂作用,真实水环境中的水压力将在混凝土微结构中产生膨胀力,破坏混凝土结构稳定。水围压使混凝土抵抗弹性变形的能力增强,但抵抗整体变形的能力减弱。     

基于电力测功和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台设计

 高速数控机床的工作性能首先取决于高速主轴的性能。设计了一种基于电力测功加载系统和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台,它能够完成转速为18000r/min以上的电主轴可靠性试验;实现高速电主轴的性能指标测试,如电主轴温升控制,主轴的径向跳动和轴向窜动等的测试;采用电力测功加载系统及压电陶瓷加载系统模拟主轴受力状况(包括径向力、轴向力与扭矩),实现电主轴的动态加载实验与测试;检测试验过程中的各种故障,记录试验过程中试验信息,并可进行查询,通过采集的参数数据进行可靠性分析,为提高电主轴的可靠性提供了定量数值评估平台。