液压比例系统特性分析与非对称控制策略

建立了非零开口的比例阀控非对称液压系统数学模型,分析了外负载和结构参数变化对系统负载流量的影响,得到了非对称系统负载流量特性曲线,提出了非对称控制策略,具体通过对液压缸不同运动方向或者同向不同负载情况时设置不同的最大流量、最小流量、比例放大系数和参考输入以实现液压缸速度基本一致.实验对比了有无非对称控制策略的系统速度响应情况,结果表明:采用非对称控制策略能有效地提高速度响应的一致性,响应时间均在0.2s内,误差小于0.002m/s.并将非对称控制策略应用于大型挤压机节流调速系统,实现了节流调速系统正反方向速度特性基本一致.实验和应用结果表明了特性分析的正确性和非对称控制策略的有效性.     

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     

非零开口的阀控非对称缸系统不变性补偿控制

针对比例控非对称缸正反方向运动响应不一致的问题,建立了非零开口的阀控非对称缸系统的线性负载流量模型,根据数学模型分析了系统的负载流量特性,定义了非对称系统的基本状态,并将其设为非对称系统的不变结构.提出了融合负载、结构、非对称叠合量等影响因素的不变性补偿控制方法,将系统的任意非对称状态通过不变性补偿控制等价于基本状态,使得非对称系统得到对称的负载流量特性.实验结果表明:通过不变性补偿控制,比例阀控非对称缸系统在阀线性区域,非对称系统负载压力不超过泵压的1/2时,负载流量与基本状态时的负载流量误差不超过11%;非对称系统在基于不变性补偿的基础上,采用统一的比例-积分-微分(PID)控制器,使得正反向运动响应能达到基本一致.     

高速压力机液压系统性能分析与仿真

通过时液压系统的建模，建立起比例阀控非时称液压缸系统的数学模型，并运用Matlab仿真软件分析了系统的模型。     

液压支架供液管路频率特性分析

采用集中参数模型描述支架液压系统中管路及液压缸-负载环节,建立了管路与液压缸-负载环节的数学模型,并推导出对应的传递函数。运用Simulink中传递函数模块对支架液压系统的频域特性进行仿真分析,研究了在立柱升柱时管路各参数如管长、管径、管材体积弹性模量等对系统幅相频特性的影响。结果表明,在支架液压系统中增加一定长度的管路可提高液压系统的稳定性;随着管径的增大,系统的波动幅值逐渐增大,立柱升柱过程的平稳性变差;随着管材体积弹性模量的增加,系统的最大幅值增大,同时系统的波动幅值也增加。     

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。     

电液比例集成液压缸的机理和控制策略

讨论电液比例集成液压缸的结构；采用机理建模方法给出系统的数学模型，发现对称阀控制不对称缸存在流量不连续现象，并提出采用数字流量补偿方法予以解决．此外，还提出Ｆｕｚｚｙ逻辑和控制知识相结合的自学习闭环控制策略，证明了参数年优的存在性．仿真和实验结构表明，电液比例集成液压缸的控制性能良好．     

具有非对称阻尼网络平衡阀的动态特性分析

以具有非对称阻尼网络的LHDV型平衡阀为研究对象,建立了平衡阀控非对称液压缸的非线性数学模型,求解绘制了平衡阀阀口位移过流面积曲线,研究了重载低速超越负载液压缸下放工况时平衡阀的动态特性,获得了系统瞬态响应过程中各被控腔压力、通过各阻尼元件的流量、平衡阀主阀阀芯及液压缸位移的变化曲线.结果表明:该非对称阻尼网络具有压力削波、幅值衰减和方向阻尼作用,使平衡阀瞬态响应过程中开启比下降,阀芯运动具有快速开启慢速关闭特性,可有效抑制系统振荡;可调阻尼孔对平衡回路动态特性具有良好的微调特性,非对称阻尼网络具有良好的工况适应性.     

一种典型电液比例差动回路的静态速度特性分析

在液压差动回路中,通过对非对称比例阀控制非对称液压缸往复运动时静态速度特性的仿真分析,揭示了负载力和差动缸面积比对往复运动速度差异的规律及其影响.在此分析基础上,根据生产中往复运动速度相等的要求,分别针对开环系统和闭环系统,提出了速度特性的补偿方法,满足了控制性能和生产实践的要求.     

热连轧卷取机对中导板电液伺服系统建模与仿真研究

针对武汉钢铁股份有限公司一热轧卷取机对中导板液压伺服控制系统改造方案,在考虑到液压缸的非对称性和负载的特殊性情况下,对即将改造的伺服系统建立伺服液压控制系统的数学模型,并对该系统进行仿真研究.仿真结果表明,所拟定的对中导板电液伺服系统参量确定合理,能够满足实际生产动态响应的要求.     

液阻全桥网络负载口独立电液系统节能控制策略仿真

针对传统电液控制系统节流损失大、能耗高、效率低的问题,采用液阻全桥网络搭建了具有负载口独立控制特性的新型电液控制系统,详细研究了该系统在典型四象限负载下的节能控制策略。液阻全桥网络电液系统由5个二位二通比例阀组成,根据其具有的负载口独立控制特性,将系统归纳为传统三位四通、负载口独立和负载敏感3种控制模式。传统三位四通下,两负载口开度控制模拟三位四通进出口耦合形式;负载口独立模式下,采用一腔控制流量另一腔阀口全开的控制策略;负载敏感模式下,控制泵出口压力比进油腔压力高一个定值,从而实现负载敏感功能。在超越负载下,3种模式都使用流量再生回路进行节能控制。AMESim+Matlab联合仿真结果表明,与传统的三位四通模式相比,三位四通流量再生、负载口独立、负载口独立流量再生、负载敏感模式分别节能43.38%、65.27%、77.91%、83.58%。     

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。     

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.     

飞轮储能型二次调节流量耦联系统研究

利用二次调节技术四象限工作原理和流量耦联系统特点,并与飞轮储能系统相集成,提出了飞轮储能型二次调节流量耦联系统。该系统可把原来系统负载下降时转化为热能散失掉的势能存储为飞轮的机械动能,并回收利用。该系统解决了传统二次调节压力耦联系统不宜接入不能变量的液压缸或液压马达的缺点,是对传统二次调节压力耦联系统的拓展。在建立了系统的数学模型的基础上,通过仿真和试验研究表明了系统的可行性,但存在快速性不高和明显非线性的特性。     

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。     

三峡流量调节对长江口潮汐不对称的影响

利用非平稳调和分析方法(NS_TIDE)对长江口内6个水文测站的长周期水位资料进行调和分析,同时引入偏度指标刻画不同分潮组合产生的潮汐不对称时空演变规律。结果表明:随着潮波向河口内传播,潮汐不对称呈现先增大、后减小的趋势;流量的季节性变化使得潮汐不对称特征存在显著的季节性差异;通过敏感性分析探讨潮汐不对称对径流变化的响应,具体表现为流量增大会导致上游潮汐不对称性减弱,而下游的潮汐不对称性会随着流量的增大而增强;三峡大坝在洪季时的蓄水使大通站洪季流量显著减小,从而导致长江口上游地区的潮汐不对称现象更加显著,而下游地区则表现出相反的趋势。     

电液流量匹配控制系统特性仿真分析

对比分析了传统负载敏感液压系统与电液流量匹配控制系统的结构及控制特点,建立电液流量匹配控制系统AMEsim仿真模型及系统控制器,采用AMEsim与Matlab/Simulink联合仿真,进行系统特性研究.分析结果表明,电液流量匹配控制系统在流量饱和状态下能够实现与外部负载无关的流量分配,保证执行器复合动作的协调性;与传统LUDV负载敏感系统相比,避免了泵与最大负载之间的预设固定压差,提高系统的节能性;不需变量泵控制机构与最大负载压力反馈回路,简化液压系统结构,改善系统动态响应特性.     

四通阀控非对称液压缸传递函数的分析和建立

目前国内还未见针对四通阀控非对称液压缸传递函数的详细推导和研究,这就影响了采用此种动力元件的液压伺服系统动态性能的分析研究.针对上述情况,引入了液压缸负载流量等效面积Ap、液压缸负载压力等效面积Ac等参数,使负载流量qL和负载压降pL的定义既简单,又不失准确性,在此基础上,对四通阀控非对称液压缸的传递函数进行了深入的推导和分析.     

高速开关阀控上下料机械手的气缸伺服系统研究

针对现有的比例阀控制气缸运动位置伺服系统的成本高、抗污染能力差等问题,文章分析了高速开关阀的开关特性,气缸的流量特性以及热力学特性,建立了系统的数学模型;并在传统的控制回路中增加BP(back propagation)神经网络控制器,该控制器可以根据系统实际输出和期望输出的偏差,在线调整PID(proportion integration differentiation)控制器的控制参数;以上下料机械手中的DGPL型气缸为控制对象,进行气动位置伺服控制的仿真研究。仿真实验表明,在系统参数相同的条件下,基于BP神经网络的PID控制效果优于传统方法的控制效果,能够实现气缸位置伺服系统的高精度控制。     

差分对非对称性对信号完整性及噪声的影响

采用时域有限差分方法及各项异性介质完全匹配层为吸收边界条件,以正弦信号为激励源,研究差分对接收端在理想端接及仅匹配端接差分信号两种条件下,激励信号相位、幅度及差分对的非对称性对接收端信号完整性、对相邻微带耦合噪声的影响。研究结果表明:激励信号及差分对均对称时,相邻微带线的近端耦合噪声幅值远小于远端耦合噪声;负载端理想端接可减小信号源相位、差分对结构的非对称性对信号完整性的影响及激励信号相位不对称对远端噪声的影响,但接收端理想端接并不能有效减小激励信号幅值的非对称性对信号完整性的影响及激励信号幅值、差分对结构的非对称性对远端噪声的影响;差分对非对称性对近端噪声的影响大于激励信号非对称性对其产生的影响。