调速阀出口节流调速系统动态特性研究

针对回油路串接调速阀的调速阀出口节流调速系统,以负载作为输入,液压缸有杆腔和无杆腔压力作为输出,分别建立了系统的数学模型,系统可简化为稳定的二阶系统,得到了液压缸两腔压力超调量的变化规律.通过试验,利用压力传感器测量液压缸两腔压力变化,对理论推导和分析进行了验证.     

与输出变量相关的非线性三阶系统运动行为

对三通阀控制液压缸的研究,主要采用传递函数来建立其数学模型。这种方法将稳定性局限于工作点附近,且不适合用于讨论全工作范围内的系统稳定性,以及系统结构参数变化对系统带来的影响。为了突出液压缸容腔中油液体积变化对系统非线性的影响,这里采用将阀口流量方程表达成增量形式,利用流量连续性方程和液压缸负载动力学方程,建立了适合于全工作范围的阀控缸系统数学模型;并以此建立了与输出变量相关的三阶非线性微分方程。借助状态空间表达式的方法,对方程进行研究,讨论了方程的李亚谱若夫意义稳定性;并侧重讨论了系统输出量运动行为中的极限环和初值敏感行为。结果表明:液压缸容积随位移这一输出量变化是导致阀控缸系统非线性重要因素;并在各阶微分系数中均有体现;在平衡点附近,微小的初始值变动会使系统运动行为产生较大变化;方程系数取值在某些特定的范围时,系统运动行为呈现出极限环;最后,确定出方程稳定的系数取值区域。     

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。     

旋转式拉臂车优化设计

旋转式拉臂车是一种大载量的拉臂式垃圾运输车,为改善这种车辆的性能,首次对此种类型的拉臂车建立了数学模型,以液压缸的最大作用力与机构的运动平稳性为目标函数进行了优化设计,使其性能得到了改善,研究结果与研究方法对此类型车辆具有一定的指导意义。     

基于PID控制的带式输送机液压拉紧系统

针对带式输送机对于胶带拉紧力的实际需要,设计了带式输送机液压伺服拉紧系统,液压拉紧系统是通过伺服阀控制不对称液压缸来实现对拉紧力的调节,并根据伺服阀控制不对称缸的原理建立了数学模型,用Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,采用PID控制的带式输送机液压伺服拉紧系统具有良好的动态特性,可以获得满意的控制效果。     

自动对中式汽车回转台动态特性及仿真

提出了一种平面移动式立体车库用的自动对中式汽车回转台,分析了其自动对中的工作原理和液压系统回路;建立了对称阀控非对称液压缸动力机构的模型,推导了液压缸活塞杆位移和伺服阀阀芯位移的传递函数;在AMESim和Simulink中分别建立了液压系统模型和输入信号模型,推导了输入信号和活塞杆位移的开环传递函数,论证了此闭环系统的稳定性;应用AMESim/Simulink对液压系统回路的动态特性进行联合仿真,得到了不同输入条件下两活塞杆位移曲线以及两活塞杆位移的误差曲线.仿真结果表明,两活塞杆位移存在一定失真度但属于正常现象,说明该装置可行并有效.     

对称伺服阀控制单出杆液压缸的特性分析

针对对称伺服阀控制单出杆液压缸的特点，按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量，推导了阀控不对称缸的数学模型，并简要分析出系统的动静态特性     

高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题,设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路,并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型,采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台,仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性,以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度,借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.      

半开放式的多车场移动充电车路径优化

为解决移动充电平台投入运营成本高的问题,考虑应急服务点时间窗、流量平衡及充电车里程限制等约束,建立包括移动充电车为应急服务点提供充电服务的车辆启动成本、行驶成本和违反应急服务点的时间窗惩罚成本三者总和最小的混合整数非线性规划模型,通过分支定界法和遗传算法研究了半开放式的多车场移动充电车路径优化问题。结果表明：对半开放式的多车场移动充电车路径优化问题进行10次求解,GAP均值为1.22%,说明遗传算法具有良好的稳定性;与单车场独立服务模式对比分析,半开放式多车场联合服务可为移动充电车提供更多路径选择,减少充电车行驶里程,降低平台运营成本;对比顾客点集中分布情形,在顾客点随机分布和混合分布情形下,移动充电平台的成本节约效果更为显著。     

煤矿井下水害事故紧急避险系统的可靠性

为有效预防煤矿井下水害事故,提高煤矿应急救援水平,实现对水害事故紧急避险系统的定量评价,建立煤矿井下水害事故紧急避险系统逻辑模型和系统可靠性数学模型,分析水害事故发生时各单元件间逻辑关系,并对其进行任务效率评价,计算各单元件及系统的可靠度.工程应用结果表明：在相同约束条件下,系统中各单元件并联时的可靠性大于串联时的可靠性;井下37#右采区发生水害事故时,系统可靠度为良.该研究为紧急避险系统设计提供了理论基础.     

矿车连接装置控制系统的性能分析

为了解决矿车连接装置压力补偿问题,根据其结构特点和受力分析,从控制系统阀控缸的数学模型入手,建立位移控制和试验力控制的数学模型,并对系统在特定负载情况下进行详细地分析,确定影响系统的因素.研究结果表明:系统由位置控制切换到力控制时,应将放大器增益值调小,否则力控制系统的开环增益值将增大.位置控制与力控制两种情况都是有差系统,即在相同条件下,位置控制系统比力控制系统的稳定性能好.     

某型号汽车起重机发动机高速空载状态热特性分析

为解决某型号汽车起重机散热效果差的问题,研究其液压系统原理,根据主要元件的产热与散热特性,建立了液压系统的热平衡数学模型;基于AMESim软件建立了汽车起重机在发动机高速空载状态下的热液压系统仿真模型,并通过实验对比散热器进出口的温度验证了仿真模型的准确性;分析了发动机高速空载工况下4个泵的压力损失特性.结果表明：2号泵能量损失最大,约38%,由多路阀和中心回转体的能量损失而产生的热量是液压系统的主要产热源;3号泵和4号泵的回油产热也较大,且由于原始设计中回油没有经过冷却处理,导致汽车起重机液压系统整体的散热效果较差.通过将回转系统和控制系统的回油引入散热器,改进后的多路阀各口出口温度降低,油箱的出口温度也明显降低,提高了液压系统的散热效果,改进合理有效,为今后改进汽车起重机液压系统的热管理控制策略提供了指导.     

管道效应对电液比例位置控制系统稳定性的影响

以比例阀控非对称缸位置控制系统为研究模型,在对液压管路进行详细分析的基础上,建立了考虑管道效应的电液比例位置控制系统的数学模型,并应用计算机仿真方法对考虑管道效应前后的两个模型进行仿真实验比较,从而论证了管道效应对电液比例位置控制系统的稳定性存在不可忽视的影响·仿真研究结果表明管道长度、直径及系统的流量压力系数可较明显地改变控制系统的稳定性·     

液压四足机器人髋关节的鲁棒自适应动态面控制

液压四足机器人髋关节由伺服阀控缸系统构成,是机械腿的关键组成部分.它的控制性能直接影响着机械腿甚至机器人的运动控制精度.因为髋关节工作情况的复杂性和阀控缸系统自身的非线性,使得传统控制算法无法满足机器人运动性能指标的要求.由此,本文对液压四足机器人髋关节伺服阀控缸系统的控制方法进行了研究.首先通过对髋关节工作条件的分析完成了伺服阀控缸的数学建模,然后基于鲁棒自适应动态面的控制算法设计了伺服阀控缸系统的控制器,并从李雅普诺夫稳定判据的角度证明了系统的稳定性.最后通过Matlab与AMESim的联合仿真,对鲁棒自适应动态面与传统PID及普通动态面的控制效果做出对比,证明了所研究算法的有效性.      

大型电渣重熔设备给料系统优化与控制

针对120 t大型电渣重熔设备的给料系统进行了改进设计和比例控制研究.电渣重熔设备的给料过程即是其导电横臂的下降过程,传统电渣炉横臂升降采用滚珠丝杠驱动,存在刚度小、响应慢等缺点.本研究采用大尺寸液压缸及传感器代替传统的滚珠丝杠,并采用电液比例调速阀实现液压缸的速度控制,利用液压系统刚度大、响应快的优势实现对电渣炉给料系统的精确调速控制.建立了120 t大型电渣炉给料结构的机械及液压系统数学模型,进行了控制系统仿真研究,得到了较好的控制效果.     

力反馈两级电液伺服阀的建模与仿真

介绍了力反馈电液伺服阀的结构与原理,建立了其数学模型,确定了其稳定性条件。通过给定电液伺服阀的技术指标,确定了伺服阀的结构参数。根据稳定性条件,判定电液伺服阀的稳定性,同时给出了电液伺服阀的稳定裕度与阻尼比的关系。     

电子液压制动系统耗能特性影响因素分析

针对车辆电子液压制动系统存在的能量消耗问题,建立了电子液压制动系统的能耗数学模型,在此模型的基础上分析系统参数和零部件结构参数对电子液压制动系统耗能特性的影响.结果表明减小系统最高工作压力和制动轮缸活塞直径有利于降低电子液压制动系统的耗电量,而系统最低工作压力和蓄能器有效排量的改变对电子液压制动系统的耗电量影响不大.增加蓄能器充气压力、减小蓄能器有效排量以及制动轮缸活塞直径有利于缩小蓄能器体积.      

水轮机筒阀电液同步控制系统数学建模与仿真

为了满足水轮机筒阀在启闭过程中的多缸同步和速度控制的要求,对筒阀电液同步控制系统中的主要液压部件。如电液比例方向阀、同步液压马达、比例节流阀和非对称液压缸进行动态数学建模分析,给出了水轮机筒阀电液同步控制系统非线性数学模型。针对筒阀在启闭过程中对同步性能和速度控制要求高的特点,提出一种双闭环（同步闭环和速度闭环）综合控制方式,该控制方式内环负反馈用于多缸同步控制,外环负反馈用于多缸速度控制。利用Simulink对系统进行仿真研究,并和试验结果进行了对比。结果表明,该系统和控制方式能满足水轮机筒阀在启闭过程中对速度和同步性能的要求。     

无磁液压马达伺服系统的长管道效应

针对无磁液压马达伺服系统对无磁环境的特殊要求,需要将能产生电磁干扰的伺服阀和无磁马达通过长管道远距离配置.为了研究长管道对无磁液压马达伺服系统性能的影响,在精确管道模型的基础上建立了有管道效应的阀控马达伺服系统数学模型,利用计算机仿真分析了管道效应对伺服系统频率响应的影响.仿真结果得出了管道长度、直径和其他系统参数对系统的影响规律,揭示了长管道效应会大幅降低阀控马达伺服系统的液压固有频率和液压阻尼比,并通过实验进行验证.采用三闭环反馈控制策略代替传统的简单比例-积分-微分（PID）控制策略,在一定程度上抑制了管道效应带来的不利影响.