高铁轨道动力测试激振装置液压系统设计与仿真

现有高铁轨道动力测试系统激振装置采用的阀控缸或泵控马达液压激振方式,很难同时满足高振动频率、高激振力和高振幅的要求。针对这些问题,提出一种双环面液压缸,并设计了相应的电液伺服激振系统。根据试验系统参数,建立液压系统的数学模型。运用MATLAB/Simulink对系统进行理论分析和数字仿真,利用PID Tuner工具调整PID控制器参数。结果表明,所设计的液压激振系统满足设计要求。     

液压激振技术在铁路捣固装置上的运用与分析

根据捣固车用捣固装置的特点,在明确捣固装置激振原理和可行方案的基础之上,针对可实现液压激振的几种方式进行深入研究和可行性分析,通过对比其激振原理、结构形式、可靠性、可行性等,最终选取伺服阀+伺服缸组合实现液压激振的方案设计。基于伺服阀+伺服缸总体方案以及捣固装置振动要求的参数,对伺服液压激振驱动方案的设计选型、计算进行详细阐述。该设计方案为我国新型捣固装置的研发及应用提供了参考。     

液压缸脉冲式激振系统数学建模及其实验测试研究

液压激振系统为液压传动领域一个重要的研究方向。在分析液压缸脉冲式激振系统激振过程的基础上,建立液压缸两腔压力和流量波动的微分方程。通过测试得到了脉冲式激振系统中液压缸脉冲式液压变化频率规律,从波形规律可看出两液腔压力变化规律与理论分析相一致。在定量泵供油的节流调速系统中,将流量控制阀和溢流阀配合使用,以借助控制机构使阀芯相对于阀体孔运动。压力损失会使得振动幅值稍有降低的变化趋势,但这影响不大。液压脉冲系统的液腔脉冲式变化频率规律的研究为相关振动系统的设计提供了理论依据。     

一种改善液压激振系统高频特性的位移加速度混合控制技术

针对液压激振系统在高频段控制效果差的问题,提出了一种位移加速度混合控制策略,控制算法中将位移、加速度控制相结合,低频以位移控制为主、高频以加速度控制为主,既保证了控制稳定性,又改善了液压激振系统高频特性以及加速度波形失真度。通过某型液压运输试验台进行验证,采用常规伺服控制的随机振动试验严重超差,而采用混合控制方式则能获得了良好的控制效果。试验结果表明混合控制策略能够对液压激振系统高频段起明显改善作用,并且该算法简单易于实现,且控制稳定。     

组态软件WinCC在结晶器激振监测系统中的应用

本文对液压激振系统的控制原理进行了分析，提出了结晶器激振系统数据采集方案，利用下位机PLC对压力、温度、流量、过滤器状态等信息进行采集，在上位机实现显示、记录、打印等功能。对分别以VB和WinCC组态软件作为监控软件的开发作了比较，并选择WinCC作为上位机的监控开发软件，开发了结晶器在线监测系统，主要包括主界面、电液伺服阀界面、伺服油缸界面以及液压系统界面。利用C函数实现报表打印等功能，并对激振系统的重要状态参数以数字或趋势的形式实时显示，为故障诊断提供了依据。     

液压激振伺服控制系统的模型辨识

推导了液压激振伺服控制系统模型的传递函数表达式,在AMESim中建立了系统模型并进行线性化分析。将AMESim中通过雅可比矩阵运算得到的结果作为依据,在MATLAB中进行系统模型辨识,得出系统的一阶积分环节增益、伺服阀和液压缸的固有频率与阻尼比等参数;在Simulink软件中建立验证模型并进行验证。结果表明:系统模型辨识得到的关于伺服阀和液压缸的固有频率和阻尼比与AMESim仿真模型线性特征值对应;Simulink验证模型的输出曲线与AMESim仿真中的输出曲线基本吻合,表明该方法能满足液压激振伺服系统的模型辨识。     

直顶式液压电梯振动特性仿真分析

以直顶式液压电梯为对象，将其作为变参数振动系统，建立了此系统的一自由度弹簧一质量力学模型及Simulink仿真模型，对液压电梯的受追振动过程进行了动态模拟，对其响应加速度进行了时域及频域分析，从而得到了系统响应加速度幅值与激振力频率之间的关系。上述仿真分析表明，激振力频率与共振区频率相差较大，可以减小液压电梯工作过程中轿厢的剧烈振动，从而保证液压电梯平稳运行。     

旋翼试验台液压伺服控制系统设计

为了满足直升机旋翼试验台的操纵和激振的需求,设计了液压伺服控制系统。该系统由泵站、伺服控制器、伺服动作器等部分组成。系统的额定压力13.5 MPa,额定流量40 L/min,输出频率0～100 Hz。使用结果表明,该系统满足所有的设计要求。     

液压激振打桩系统动态特性研究

由于偏心式液压振动打桩机存在结构复杂、参振质量大以及能源利用低的缺点,将液压激振技术应用于振动打桩中以解决上述问题。通过了解与分析现有液压激振器的结构、性能等特点,进行了新型液压激振器的总体结构设计;推导液压激振打桩系统运动过程的数学模型,并在AMESim平台中建立了液压激振打桩系统的仿真模型,研究了不同参数如泵排量、频率、管路长度等参数对液压激振打桩系统动态性能的影响。设计液压激振打桩系统的实验模型,采用理论模拟与实验相结合的办法,对比不同频率下实验位移曲线与仿真位移曲线,得出了与仿真结果大致相同的结论,而且也验证了液压激振打桩系统模型的正确性。     

电液激振控制的新方法

传统的阀控液压缸或液压马达构成电液激振器的方案,其频宽在很大程度上受到伺服阀动态响应性能的限制.为提高工作频率至一较高水平,提出了2D电液伺服阀.这种2D伺服阀的阀芯的连续旋转运动使阀开口面积交替变化.而阀芯的直线滑动控制阀开口面积的最大值;2D伺服阀的工作频率正比于阀芯的旋转速度,同时阀芯处于液压油很好的润滑环境中,因而很容易通过提高阀芯的旋转速度来提高激振频率.在支架弹性负载的情况下对激振器进行了实验研究,同时测量液压缸活塞的激振输出波形.实验结果表明:激振输出波形近似为一正弦波;但由于弹性负载的方向变化,激振波形的上升和下降斜率存在不一致性;随着2D伺服阀轴向开口的减小,激振波形逐渐趋于一致.2D伺服阀控电液激振器是大幅度提高液压振动的激振频率的新途径.     

锻造机双缸液压同步控制系统建模及仿真

为了提高锻造机双缸液压同步控制的精度,以便保证锻造成形的质量,简化锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统模型,推导同步控制系统模型,得到控制目标方程。使用单神经元PID控制算法和交叉耦合算法作为锻造机双缸液压同步控制算法,通过仿真,分别得到并对比了使用常规模糊PID控制算法与模糊-单神经元PID控制算法作用下的锻造机左右液压缸的位置跟踪误差、相对同步控制误差以及液压缸的速度和压力跟踪误差。结果表明,相比于常规模糊PID控制算法,模糊-单神经元PID控制算法下的系统能够更快速地收敛,说明模糊-单神经元PID控制算法使得锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统具有更强的鲁棒性。实验结果与仿真结果的变化规律一致,两者之间的误差小于10%,验证了提出的锻造机双缸液压同步控制方法的可行性。     

基于升沉补偿平台多缸同步的控制策略研究

为保证升沉补偿平台的上平台在6个液压缸运动过程中始终处于相对平稳状态,提出一种将广义预测控制与相邻交叉耦合控制相结合的控制策略,实现对平台6个液压缸的位置同步控制。采用广义预测控制作为每个液压伺服通道的位置控制器,加入相邻交叉耦合同步控制方式,使每个液压伺服通道的液压缸考虑与其相邻两通道液压缸之间的同步误差,获得新的控制量,对6个液压缸进行同步控制;利用MATLAB进行仿真。结果表明：系统响应速度快,具有较好的位置控制和同步控制性能;将基于广义预测控制的相邻交叉耦合同步控制方法应用于升沉补偿平台,简化了控制器结构,协调6个液压伺服通道,在一定程度上减小了负载扰动对平台稳定性的影响。     

基于模糊神经PID的重载机械臂变幅系统仿真研究

针对重载机械臂变幅机构控制系统的功能要求,设计一种可以实现变幅机构位移同步控制的液压系统。结合重载机械臂位移同步控制方法与策略,提出采用能满足系统稳定性和鲁棒性要求的模糊神经PID控制策略对其进行位移同步控制。运用AMESim和Simulink对变幅控制液压系统进行建模仿真,对比分析了模糊神经PID与常规PID对液压缸运动控制的动态效果,得到了该液压系统中液压缸活塞杆位移曲线。仿真结果表明:模糊神经PID控制器具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性,验证了所设计的变幅机构位移同步控制液压系统具有良好的工作性能。     

开关型被动式调平系统设计及其应用

采用三级压力调节插装式溢流阀取代多个伺服比例阀进行调平同步控制，设计一种开关型被动式四角调平系统，降低同步控制硬件成本。将此系统应用于HET4000D型号复合材料全自动液压机上，测试结果表明：活动梁在20 mm/s的加压速度下，四缸的同步误差为0.25 mm，即活动梁的平行度为0.068 7 mm/m，此设计系统可满足平行度需控制在0.1 mm/m内的行业标准要求。     

巨型模锻液压机同步控制系统的鲁棒控制研究

建立了巨型模锻液压机同步控制系统的数学模型,在此基础上,提出了一种在保证系统稳定的前提下,具有良好动态性能的伺服补偿器.仿真结果表明:该控制算法可以有效地解决多缸驱动下的巨型模锻液压机同步控制的问题,鲁棒性强且具有良好的动态性能.同时,对同步系统鲁棒调节控制参数波动进行了分析,结果表明:同步控制系统在鲁棒调节器的作用下...     

起重机变幅系统动态特性分析及双液压缸同步控制

重型汽车起重机的变幅系统通常采用两个液压缸共同驱动起重臂,针对变幅过程中存在的同步误差问题,对双液压缸驱动系统进行研究,找出影响变幅系统动态特性的因素。提出一种基于模糊神经PID控制方法,将模糊规则用于神经网络加权系数的选取,以实现不同工况条件下对PID控制参数的实时在线调整。最后,在交叉耦合方法的基础上以液压缸活塞位移和平衡阀进油压力作为指标进行仿真和实验。结果表明此方法可以有效减小同步控制偏差,提高控制精度,解决了传统控制方法鲁棒性差的问题,达到控制要求。     

数控液压伺服系统组成及工作原理

为了提高液压系统控制精度,将传统的电液伺服控制方式改为数控液压伺服控制方式.充分利用先进的计算机技术,采用PLC控制步进电机,不仅能够满足数控液压系统的快速性和可靠性要求,而且大大降低了成本.     

旧式水压机CNC改造

传统水泵蓄势器式水压机采用手工操作,液压冲击大,故障率高.采用交流伺服驱动机构替代传统水压机的随动操纵系统,实现水压机工作的计算机控制,使传统水压机的工作性能得到提升,并能避免因人工操作不当引起的液压冲击,同时也能检测活动横梁位移,实现自动控制.CNC交流随动位置系统由工业控制计算机、交流伺服电机及驱动单元、位置检测传感器等组成闭环控制系统,通过计算机控制水压机分配器轴的偏转速度和角度,从而实现水压机的平稳控制.本改造方案不仅投入少、效益高,而且提高了操纵系统的可靠性,故障率显著降低,操作简单,维护方便.     

交叉耦合控制的平移并联机器人位置控制研究

为了改善平移并联机器人对期望位置跟踪的准确性,提出基于交叉耦合控制的集成电液伺服驱动平移并联机器人位置控制。通过对三自由度集成电液伺服驱动平移并联机器人结构和控制方法进行分析,以机器人的末端执行器为基础,定义位置及角度坐标系,在此坐标系上计算并联机器人的逆向和正向运动学解;通过液压轴的伸长长度,求取液压轴的速度和加速度,进而得出集成电液伺服驱动器的动力学模型。以集成电液伺服驱动器的位置误差为基础,求取三自由度下集成电液伺服驱动器的同步误差,利用该同步误差,构造交叉耦合误差模型,进而求取广义误差模型,建立交叉耦合控制器,以实现对机器人的位置进行控制。实验结果显示:与粒子群方法相比,所提方法对正弦及不规则期望位置的跟踪准确度较高,跟踪准确度分别提高了40%和42.15%。可见,所提方法能够对集成电液伺服驱动的平移并联机器人进行准确的位置控制。