基于能量转换的桥式气动节能回路研究

传统的气动驱动回路一般使用三位五通换向阀进行控制，压缩气体的利用率较低。针对这一问题，提出一种采用4个开关阀控制的桥式气动回路，以提高压缩空气的利用率。桥式气动回路节能的核心是充分利用压缩气体的膨胀能做功推动活塞运动。以活塞杆伸出行程为例，基于能量转换，根据活塞运行过程中进气腔和排气腔气体的做功来计算开关阀的开闭时序。对计算得到的开关阀开闭时序进行实验验证，并与传统的气动回路进行对比。实验结果表明，与传统气动回路相比，提出的桥式气动回路能够有效地提高气动驱动系统中压缩空气的利用率。     

桥式气动回路节能方法实验系统研究

桥式气动回路由多个开关阀独立控制系统进气与排气,可有效节约气动系统耗气量。为了发挥桥式气动回路结构优势,验证理论计算获得的进排气通断时间合理性,实现气动系统节能及活塞运行平稳性,利用LabVIEW开发平台,通过硬件组建、系统建模与软件开发,完成适用于4个开关阀组成的桥式气动回路节能方法实验系统。通过仿真与实验、数据处理与分析,所研发的实验系统功能完善,工作稳定,能够根据定时、定量进排气等多方面需求完成测控功能,检测数据准确有效,实现了对桥式气动回路节能方法理论计算结果的校准及节能效果的评估。     

气动伺服加载系统的非线性复合控制

气动伺服系统以其具有可压缩性、易实现高速等特点而适用于一种瞬时展开机构的伺服加载测试需求。通过分析气动伺服系统中存在的强非线性及动态不确定性,提出非线性复合控制策略。针对不同的特征,设计不同的控制方法。通过反馈线性化进行变化,将输出控制量分成两个部分-线性部分和非线性部分,采用极点配置原理进行线性控制分量的设计,确保系统的稳定性,借助Maltab LMI工具箱求解线性矩阵不等式;针对系统存在动态不确定性时缺乏鲁棒性,采用Lyapunov再设计方法进行非线性控制分量的设计,确保系统的鲁棒性,采用ITAE优化算法进行求解,确保系统的跟踪精度及快速性。通过理论分析,数字仿真及试验对比验证相结合的方法,展开气动力矩伺服加载控制研究,所设计复合控制方法有效改善了非线性和动态不确定性对系统性能产生的不良影响,提高了系统的动态性能和控制品质。     

基于四开关阀错时调制的气动位置控制系统研究

为了解决高速开关阀自身存在的开关死区问题,提出了一种通过优化配置四个高速开关阀开关时机实现气动位置伺服控制的策略。该策略将充放气阀同时打开一段时间,并调节充放气阀关闭的时间差来调控腔内气压,这种策略避免了开关阀的半闭合状态,从而将位置控制的死区大幅减少。在此基础上,采用滑模控制器代替传统的PID控制器,解决气动系统存在的强非线性难以控制的问题。针对气动位置控制系统搭建了一个解析模型,通过仿真验证了错时调制策略的优越性。搭建了实物试验平台,开展了实物试验。结果表明,在采用该控制策略后,能够实现准确无超调且稳态误差低于0. 5%的阶跃位置控制,并能够较好地跟踪上0.2 Hz正弦指令信号。     

基于PLC及串联式调速阀在双联液压泵供油回路中的应用

针对现有的机床滑台双联液压泵供油回路不足,对双联液压泵供油回路进行了优化设计。介绍了现有二调速阀在双联液压泵供油回路中工作流程及不足,重点讲解了优化后的串联式调速阀在双联液压泵供油回路原理、组成、特点。最后,以机床滑台双联液压泵供油回路为例,通过PLC和串联式调速阀对滑台双联液压泵供油回路进行优化控制和实验,实验结果表明:PLC和串联式调速阀在双联液压泵回路系统中应用设计合理,能够达到独立调节和节省能源的目的。     

气动钻床气压传动系统控制回路的设计

以气动钻床为例子来说明多气缸顺序动作控制回路设计中，怎样采用双压阀(与门)使得气动控制回路设计变得简单、明了。     

气动基本回路应用的几个问题

本文通过对几个常用基本气动回路的分析与探讨，找出了应用中具有共性的结论，即在组成气动回路的各个阀的换向动作过程中，必须清除加在阀控制端的余压或一切干扰气压信号，才能使回路稳定可靠的工作。     

不完全齿轮机构在高速电液振动冲击系统中的应用

将不完全齿轮机构应用于高速重载电液振动冲击系统,系统包含多个大流量高速开关阀。系统采用周期时序信号控制液压回路切换,实现重载、高速振动冲击动作。为降低大流量高速开关阀的功率损耗,且能快速准确地切换,高速阀的先导控制器采用不完全齿轮机构。文中对传统不完全齿轮机构进行了改进和优化,使切换时高速阀换向可靠且平稳无冲击力,动作灵敏,保证液压缸控制阀组按设定时序、无相位偏差的切换动作,实现液压缸高频振动冲击动作。     

桥式起重机定位和消摆的非线性优化PID控制研究

为了提高桥式起重机有效防摆、快速消摆的能力和工作效率,以桥式起重机的定位和消摆控制为研究对象,在分析了桥式起重机小车运行物理模型的基础上,根据拉格朗日方程建立了桥式起重机运动的非线性数学模型。针对桥式起重机模型的非线性和不确定性,提出了一种基于非线性优化PID控制器的桥式起重机消摆控制方法。该方法采用基于非线性优化双闭环结构PID控制器,其内环为摆角环实现消摆,外环为位置环实现位置准停。由仿真结果可知,基于非线性优化PID控制器可以在位置很小的超调下迅速达到指定位置,同时消除摆动,较好的实现了控制目标。与常规PID控制器相比,位置环和摆角环非线性优化PID控制器取得了较好的消摆效果,响应速度快,稳态精度更高,并且当吊重质量和绳长发生改变时,系统仍有较强的鲁棒性。     

高空作业车液压系统节能设计与研究

运载火箭卫星整流罩的对接和安装需要使用高空作业车完成,持续工作时长4h以上,对高空作业车液压系统节能性、工作时长等都提出了较高要求。针对高空作业车持续作业下的发热限制和节能要求,采用了一种阀控负荷传感回路实现液压系统节能目标,建立高空作业车液压系统负荷传感阀、平衡阀、基本臂回路等的仿真模型,并对液压系统节能效果进行试验测试,验证了阀控负荷传感回路节能原理的正确性。     

基于灰色关联度的框架式断路器故障诊断方法

针对断路器故障诊断技术中智能识别算法过于复杂的问题,提出了一种基于灰色关联度的框架式断路器故障诊断方法,该方法利用灰色综合关联度描述故障特征序列曲线之间的几何相似度来判断故障的归属,充分利用故障特征本身的变化趋势。其首先提取触头振动信号局部均值分解能量矩或分合闸线圈电流信号集合经验模态分解能量矩,经归一化后形成能量矩序列,将该能量矩序列与不同故障状态下的参考序列进行灰色综合关联分析,根据最大关联度原则确定故障类型,其中灰色综合关联度各指标的权值系数利用熵值赋权法得到。对断路器触头分合闸机械结构故障和操作附件分合闸线圈回路故障进行了诊断测试,结果表明,该方法能够准确有效地完成对断路器不同故障的诊断。     

装船机螺旋溜槽速降差动液压系统分析

港口货物装船机上关键部件螺旋溜槽主要由单出杆液压缸及活动螺旋溜槽组成,其液压系统使用差动回路进行重力方向快速伸缸。对这种差动回路中使用三种不同类型的平衡阀进行了理论推导与分析,对其在差动回路中的先导控制压力进行了计算比较,并解释了平衡阀自由口存在背压时使用完全平衡阀要优于标准平衡阀的原因。     

汽车ABS电磁阀空载响应测试与分析

汽车ABS电磁阀的响应时间是影响防抱制动系统控制精度的一个重要因素,对电磁阀的空载响应测试是检测其是否合格的一个重要环节.论文利用电流曲线的理论依据设计了针对汽车ABS电磁阀空载响应时间进行测试的电路,并利用该电路对增压电磁阀和减压电磁阀分别进行了测试,测试出两种电磁阀的空载响应时间分别为2.365ms和2.135ms,并对测试结果进行了分析.测试结论说明利用电流曲线的理论依据所建立的电磁阀空载响应测试电路是有效的,可为类似产品的设计及测试提供参考和借鉴.     

基于粒子群参数优化的 O-VMD 数据处理方法研究

针对电磁超声测厚换能器保护提离距过大导致回波信号微弱且信噪比低,难以在时域内直接准确提取渡越时间得到精 确厚度值的问题,提出频域内粒子群(PSO)优化变分模态分解(VMD)参数的 O-VMD 渡越时间提取方法。 分别对分解层数和 惩罚因子选取固定参数,及基于峭度与功率谱熵联合适应度函数的 PSO 算法获取 VMD 遍历优化参数,进行双次 VMD 处理,滤 除高频及低频噪声;选取能量最大模态进行信号重构,并应用希尔伯特变换获取回波信号时差。 在不同提离条件下,对不同厚 度铝板检测数据采用 O-VMD、经验模态分解(EMD)等方法进行信号对比处理,结果表明,提离距在 0 ~ 2. 1 mm,O-VMD 方法最 大误差为 0. 67% ,且误差与提离距成正比,为精确获取高提离距测厚数据提供依据。     

液压自由活塞发动机自激振动的控制

以单活塞液压自由活塞发动机活塞运动控制为目标,研究相应的控制方案。基于单活塞液压自由活塞发动机活塞运动系统的理论分析,同时利用样机建立试验测试平台,对活塞运动控制的理论基础、控制回路和控制方法进行研究。通过控制压缩能量的释放时刻可以实现对活塞运动频率的控制。设计出一种新的先导式控制回路及其自由活塞位置反馈调制控制方法。回路实现了对阀组通流能力的充分利用和活塞极限位置的控制。回路循环能量损失的主要来源是节流和泄漏。单活塞液压自由活塞发动机稳定运行充分条件是实现膨胀过程的完整性。     

新颖实用的电子灸疗仪

本文首先介绍了传统艾灸法的功效与不足及据此研制出一种能代替传统灸疗法的电子灸疗仪。它利用电阻发热的原理,以电流大小调温,其温控范围为46～52℃,且能恒温,其误差在±0.5℃内。特别是由电阻发热产生的全波红外线提高了仪器的临床疗效和适用范围。为保证灸疗仪使用安全,电子灸疗仪设计有保护电路,即当灸头断线或温度传感器开路时,电路即断电,停止加热避免灼伤患者。仪器设有四路输出,可供四人同时治疗或一人同时治疗四个不同穴位。     

300t方坯液压剪液压系统的设计

液压剪是连铸生产线上使用的关键设备,具有体积小、工效高、无金属损耗等优点。文中对300t液压剪的液压系统进行了设计计算。采用二通插装阀结合普通滑阀的复合控制方式,同时采用了多台变量泵供油的流量适应回路,增设了蓄能器和独立的冷却过滤回路。液压剪实际使用效果良好,系统效率高,压力冲击小,工作频率高,控制方便。     

Development of a piezoelectric high speed on/off valve and its application to pneumatic closed-loop position control system

The use of smart materials-based high speed on/off valve has exhibited the potential to replace traditional servo and proportional valves in fluid power systems. In this paper, a novel pneumatic high speed on/off valve driven by a piezoelectric stack actuator is developed and its dynamics are studied. For an upstream gauge pressure of 0.5 MPa, the valve exhibited a large flow rate of up to 86 L/min. Furthermore, to study the ability of this novel high speed on/off valve to be applied in closed-loop control systems, a real-time position control system is realized using a PID controller. In order to prove its feasibility and effectiveness, a number of closed-loop trajectory tracking experiments are conducted on a pneumatic cylinder. The system is proved feasible and the results demonstrate good tracking performance.

     

High speed on/off valve control hydraulic propeller

The work-class remotely-operated-underwater-vehicles(ROVs) are mainly driven by hydraulic propulsion system,and the effeciency of hydraulic propulsion system is an important performance index of ROVs.However,the efficiency of traditional hydraulic propulsion system controlled by throttle valves is too low.Therefore,in this paper,for small and medium ROVs,a novel propulsion system with higher efficiency based on high speed on/off valve control hydraulic propeller is proposed.To solve the conflict between large flow rate and high frequency response performance,a two-stage high speed on/off valve-motor unit with large flow rate and high response speed simultaneously is developed.Through theoretical analysis,an effective fluctuation control method and a novel pulse-width-pulse-frequency-modulation(PWPFM) are introduced to solve the conflict among inherently fluctuation,valve dynamic performance and system efficiency.A simulation model is established to evaluate the system performance.To prove the advantage of system in energy saving,and test the dynamic control performance of high speed on/off valve control propeller,a test setup is developed and a series of comparative experiments is completed.The smimulation and experiment results show that the two-stage high speed on/off valve has an excellent dynamic response performance,and can be used to realize high accuracy speed control.The experiment results prove that the new propulsion system has much more advantages than the traditional throttle speed regulation system in energy saving.The lowest efficiency is more than 40%.The application results on a ROV indicate that the high speed on/off valve control propeller system has good dynamic and steady-state control performances.Its transient time is only about 1 s-1.5 s,and steady-state error is less than 5%.Meanwhile,the speed fluctuation is small,and the smooth propeller speed control effect is obtained.On the premise of good propeller speed control performance,the proposed high speed on/off valve control propeller can improve the effeciency of ROV propulsion system significantly,and provides another attractive ROV propulsion system choice for engineers.