变负载下机器人液压串联弹性执行器动态位置控制方法

针对变负载下接触环境刚度不确定时液压驱动机器人末端执行器动态性能差的问题,提出了基于时间-误差绝对值积分控制器(ITAE)的液压串联弹性执行器(SEA)动态位置控制方法。首先,根据液压缸的流量连续性方程和活塞与负载的动力学方程,以负载与活塞的位移、速度及负载压力差作为状态变量,运用状态空间法建立液压SEA的五阶状态空间模型;然后,考虑系统带宽、阻抗和重载工况对串联弹簧刚度的不同要求,确定出串联弹簧刚度范围,兼顾系统的快速响应性和稳定性,对时间与误差的绝对值乘积积分,构建基于ITAE的控制器;最后,采用ITAE控制器实现变负载下液压SEA动态位置的精确控制。仿真实验结果表明：在纯惯性负载下,ITAE控制器相比基于灰狼优化的PD控制器(GWO-PD控制器),响应速度快12.5%,稳态误差减小93%;在纯惯性-复合负载切换工况下,当串联弹簧刚度变化时,ITAE控制器相比GWO-PD控制器,响应速度快80%,稳态误差减小18%,而GWO-PD控制器在弹簧刚度较小时产生高频振荡,最大振荡为13.83%;当接触环境刚度变化时,ITAE控制器相比GWO-PD控制器,响应速度快81%,稳态误差减小45...     

含有负弹性刚度负载的电液控制策略探讨

针对电液位置控制系统在负载弹性刚度含有负值时系统出现不稳定现象,以及外负载力方向切换时干扰大而导致系统定位刚度差等问题,对负载弹性刚度为负值的电液位置控制系统构成及其数学模型的分析。采用二阶微分正反馈补偿的方法可以消除负载弹性刚为负值时对系统造成不利的影响。液压弹簧刚度处于最小值时,系统稳定性差、响应慢,在此情况下对系统进行建模仿真,得到的系统特性曲线表明:采用二阶微分正反馈补偿后系统稳定且拥有足够的稳定裕量,系统能够达到3 Hz以上的频宽。     

被动式电液加载系统的变刚度自适应控制

建立了被动式电液加载系统的数学模型,分析由位置扰动和系统自身结构引起的稳态误差,讨论了负载刚度和液压刚度在系统主要行程范围内变化对系统动态特性的影响。采用高阶系统跟随低阶参考模型的自适应控制方法,在选择二阶参考模型的固有频率时综合考虑了两方面的因素,既发挥了液压动力机构响应频率高的优势又确定了合理的频宽。运用Narendra稳定自适应控制理论设计自适应控制器,建立增广误差模型,选取Lyapunov能量函数并导出能使系统全局渐进稳定的自适应律。利用Simulink软件进行数值仿真,仿真结果表明,加入自适应控制器后,系统能稳定地跟随参考模型,两者误差快速收敛为零,并且系统在5组不同参数设置下的动态响应性能几乎一致,上升时间和调整时间分别为4.8ms和14.6ms,稳态误差仅为0.03%;同时,由速度为0.5m/s的位置扰动引起的系统误差最大仅为0.58kN并于35ms后消除。故本文设计的自适应控制器使被动式电液加载系统在变参数和位置扰动条件下的动态特性和精度得到大幅提升。     

惯性破碎机的弹性支承刚度

为了合理地选择惯性破碎机弹性支承刚度 ,保证机器稳定运转 ,在研究惯性破碎机动力学的基础上 ,通过对其振动系统进行分析 ,求得机器振动系统的自振频率 ,由此建立了合理选择弹性支承刚度的计算公式 ,为惯性破碎机支承弹簧的设计计算提供了基本依据     

在频率域上具有稳定性约束的线性系统的模型简化

本文作者曾经提供在最小二乘方的误差意义下有关高阶传递函数简化成低阶传递函数的一种频率域上的简化方法.曾经也通过具有纯滞后的一阶惯性环节(或二阶振荡环节),并借助Pade'近似式首先将具有纯滞后的传递函数简化;同时就以得到具有Pade'近似的一阶惯性环节(或二阶振荡环节)的低阶传递函数,而在最小二乘方的误差意义下作为有关高阶传递函数的近似式.不过,上述的简化低阶传递函数所描述的系统有可能是不稳定的.本文针对这个问题,提出在最小二乘方的误差的要求下还考虑稳定性约束条件.这样一来,将颁率域上模型简化问题转化成具有不等式约束的最优化问题.因此,就可借助罚函数法解决线性系统模型在频率域上简化问题,同时简化模型所描述的系统仍是稳定的.     

基于AMEsim的顶拉式液压动力沉桩机 系统动态仿真

基于液压桩机原理，通过增加受击夹桩箱及拉杆等结构，设计了新型顶拉式液压动力沉桩机，使受击点在预设范围内；经外加固定隔音层，可降低噪声以适应环境要求.借助AMEsim建立顶拉式沉桩机液压、负载系统模型及相应元件子模块，进行动态仿真研究.结果表明：系统最大打击能量、频率和冲击锤下冲加速度等参数均符合设计要求.针对改变拉杆弹簧刚度参数，分析其对冲击系统的影响，对液压动力沉桩机的研究和开发具有指导意义.     

基于惯性补偿的微网逆变器控制策略

针对带LC输出滤波器的三相逆变器,分析了并网和离网两种状态下的PR控制策略.对离网感性负载时系统出现的振荡现象,提出PR控制器结合惯性补偿的控制策略,在反馈回路加入一阶惯性环节,以改善系统动态结构、消除系统自振荡.仿真结果表明,所提控制策略在离网逆变器中具有良好的动静态性能,可实现正弦交流指令的零稳态误差控制.     

模糊PID控制在电磁悬浮平台中的应用

建立电磁悬浮平台的数学模型;讨论系统的刚度阻尼与控制系统之间的关系;利用此关系和稳态误差确定常规proportional-integral-derivative(PID)控制参数.采用常规PID控制与模糊控制相结合的控制策略,在常规PID调节器的基础上运用模糊推理思想,根据不同的偏差E、偏差变化率Ec对PID参数KP,KI和KD进行自校正.实验结果表明:系统的稳态误差约为2%;当平台被迫向下偏移0.5 mm时,系统仍能快速回到平衡位置且稳定悬浮,说明系统具有很好的刚度阻尼特性和鲁棒性.     

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。     

伺服阀滑阀阀口系数影响因素分析

分析电液伺服系统中液压缸活塞位移、液压刚度、阀口开度、外负载刚度及阀芯与阀套间径向间隙对伺服阀阀口系数的影响。采用工作点线性化的处理方法,通过引入液压缸负载力方程,给出零开口电液伺服阀滑阀流量-压力系数和流量增益的计算公式,并对其影响因素进行分析。结果表明,在液压缸全行程中,流量-压力系数会随着液压缸活塞位移、外负载刚度及阀口开度的增加而增大,其中流量-压力系数随液压缸活塞位移的增大呈抛物线增长,其最大值约为最小值的2倍;流量增益随着液压缸活塞位移、外负载刚度的增大而减小,其中流量增益随液压缸活塞位移的增大而近似呈线性规律减小,其最小值约为最大值的1/2;阀芯与阀套间径向间隙对阀口系数随液压缸活塞位移变化率的影响不大;阀口系数在液压刚度取最小值附近时存在突变;同一液压刚度值可对应2个不同的液压缸活塞位移,分别对应的阀口系数值相差非常大。     

0.5~T 悬臂式电液锤新型液压驱动系统的研究

针对０．５Ｔ悬臂式电液锤击在使用中发现的问题，作者就其液压驱动系统进行了改进，使操作得以简化并获得多种打击方式。     

溢流阀动态刚度最优控制

溢流阀的动态性能是由液压系统的工况、溢流阀的结构参数决定的,为改善溢流阀的动态性能,建立了溢流阀抗交变信号的最优控制目标函数.通过控制理论,将函数优化问题转化变量优化问题,选择溢流阀的结构参数作为设计变量,以系统刚度最大为目标函数,通过优化,最后可以获得改善溢流阀动态性能的一组结构参数.     

基于两种不同液压系统的注塑机能耗研究

对比分析国内传统液压回路系统和国外新型液压伺服系统．探讨国外新型液压伺服系统的节能特点．新型液压伺服系统通过消除液压系统不动作时的能量消耗和减少动作时的能量消耗来实现系统的节能．并在搭载上述两种液压系统的注塑机上对两种塑料制品进行加工试验．通过试验对理论分析结果加以验证．结果表明．国外新型液压伺服系统的节能率均高于国内传统液压系统50％以上．降低能耗效果明显．     

浅析液压系统的振动

从液压系统机械部分的连接和传动方面及轴向柱塞泵的柱塞数和轴向柱塞泵的工作结构等方面分析了液压系统产生振动的原因，并有针对性地提出了有效降低液压系统振动的一些办法和措施。     

提高工程机械液压系统可靠性研究

针对可靠性工程在液压系统中应用的现状及目前工程机械液压系统可靠性不高的问题,提出了现阶段液压设备的可靠性问题主要表现在油液污染、系统压力失控、密封件寿命短等,分析归纳为液压元件、污染物、振动与泄漏三方面因素,并得出相应的措施是提高液压元件污染磨损耐受度和污染启动敏感度、防止污染侵入、合理选择配置过滤器、采取隔振设计防止振动的传递和相互影响、更换密封件和选择合适的液压油.     

基于PLC的液压机械手的控制系统

以数控机床的上下料机械手为研究对象,采用可编程控制器(PLC)对其液压驱动装置进行顺序控制,实现了系统的智能化和柔性化,文中对系统的工作原理及机械本体、液压驱动和PLC控制方案等方面进行了较为详尽的论述．     

电液锤液压系统的研究与应用

介绍了电液锤泵直接传动的开式液压系统 ,该系统具有结构简单、操作方便、排油迅速等特点 ,满足电液锤各种动作要求 ,并具有良好的动态性能。在此基础上研究了一种改进型的电液锤液压系统。     

长距离带式输送机液压自动张紧装置的设计

根据带式输送机在不同运行工况下对张紧力的要求,设计了一种能够满足长距离带式输送机对张紧力和张紧行程要求大范围调节的液压自动张紧装置,对该装置的结构形式、工作原理进行了介绍;设计了电液比例控制的液压系统,并介绍了其工作原理及该张紧装置的特点。