电液位置控制系统的最坏工作状态分析

以电液位置控制系统为研究对象,建立对称阀控非对称缸且具有弹性负载的传递函数模型,对比活塞杆伸出与缩回时系统频率响应的差别,指出从保守设计角度出发,应以活塞杆伸出时的模型进行控制器设计。进一步考察等效负载参数变化对系统的影响,以保证系统在最坏的情况下也能工作。给出等效质量、等效刚度、等效阻尼3个参数在确定时的依据,为控制器设计提供了理论指导。     

带负载活塞杆时变长度弯曲振动求解

气缸轻量化绿色设计,需要对气缸各部件进行振动分析,将带负载活塞杆简化为悬臂梁模型,建立带负载活塞杆伸出过程中弯曲振动的无量纲动力学方程,并与全过程LS-DYNA软件仿真结果进行对比,对比结果证明了提出的模型和方法的有效性,为气缸结构设计提供了有效的分析方法。     

挖掘机工作装置液压系统动臂油缸的压力跃变研究

以PC02挖掘机工作装置液压系统为例,建立了状态变量数学模型和仿真模型.通过分析动臂油缸活塞杆在伸出和缩回时负载压力pL跃变的规律,提出在压力跃变过程中存在压力冲击和压力空穴阶段;给出了负载压力pL的稳态解析表达式;压力冲击的峰值远大于压力跃变的稳态值.     

基于线性扩张状态观测器的挖掘机电液系统滑模控制（英文）

无人驾驶挖掘机器人实际工作环境恶劣,为提高铲斗在负载扰动下的轨迹跟踪精度,建立了挖掘机电液系统非线性数学模型,设计了基于线性扩张状态观测器的滑模控制器（Sliding mode controller based on linear extended state observer, SMC-LESO）。根据铲斗油缸活塞杆位移信号,利用设计的线性扩张状态观测器对系统的速度、加速度及负载扰动和不确定因素进行估计,解决了系统参数难以测量的问题。在此基础上,设计了滑模控制器,并证明了该控制器的Lyapunov稳定性。为进一步验证该控制器的有效性,建立了挖掘机电液比例控制系统的联合仿真模型,并与PID控制器、滑模控制器的轨迹跟踪精度进行对比。仿真结果表明,该控制器可以有效抑制扰动,位移跟踪精度高、鲁棒性强。     

伸缩式液压油缸静应力与稳定性分析

以某型伸缩式液压油缸为研究对象,应用有限元软件建立几何模型,进行静应力与稳定性分析。在研究中,校核液压油缸在活塞杆全伸出状态时重要部件的强度与刚度,并进行非线性屈曲分析,为船舶机械重要部件的设计、校核提供参考。     

双活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

论文以设计的双活塞杆液压缸为研究对象,建立了液压缸的数学模型,分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载客积和液压介质的弹性模量等因素有关.研究了活塞杆伸出过程中,液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化,对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学建模和分析有重要的参考价值.     

功率超声系统负载的检测及模糊控制

功率超声医疗设备在治疗的过程中,为了取得良好的超声乳化效果,要求振动系统在不同的负载下都具有较大的输出振幅,这就要求振动系统在不同的负载下都工作在匹配状态下.文章首先分析了纵向复合棒大功率换能器加接变幅杆和刀具的振动系统的等效机电模型,然后根据等效机电模型分析了功率超声振动系统动态阻抗匹配的基本原理.同时针对功率超声系统的工作特点设计了一种动态负载在线检测方法,得到反映负载状态及其变化趋势的参数,并根据识别出的动态负载确定出模糊控制器的输入输出参数.最后给出了一种实用的模糊控制算法进行振动系统的动态阻抗匹配.实验结果表明,利用模糊控制器进行动态阻抗匹配能保证振动系统在变负载的情况下仍然获取较高的电功率和较好的超声乳化效果.     

基于机械臂位姿变换的柔性负载伺服驱动系统控制策略

伺服驱动系统的柔性负载端转动惯量等参数随柔性机械臂位姿变化而变化,进而影响伺服驱动系统电动机输出端转速。为降低电动机输出端速度波动,采用极点配置的方法设计伺服驱动系统转速环PI控制器参数,该参数的选择随柔性机械臂位姿变化而变化,从而使伺服驱动系统在不同位姿下获得良好的动态响应特性,避免机械谐振发生。首先根据连续体振动理论和拉格朗日原理建立了柔性负载伺服驱动系统动力学模型,并通过状态方程求得电动机转速到柔性负载驱动转矩的传递函数。将变参数PI控制策略应用于伺服驱动系统转速环控制中,分析了柔性负载对转速环的控制特性的影响,采用极点配置的方法设计控制器参数。接下来分别采用相同幅值、相同阻尼系数、相同实部3种极点配置策略设计控制器参数。讨论了这 3 种极点配置策略不同参数对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响。最后通过数值仿真分析表明:伺服驱动系统等效柔性负载参数与机械臂的位姿有关;柔性负载回转半径、转动惯量较大的情况,不适宜使用相同实部的极点配置方法,但其余两种方法可通过适当选择参数使电动机输出转速波动程度减小。     

液压起竖系统载荷仿真研究

针对某特种车辆的液压起竖系统,根据其运动状态和运动方程,分别建立了起竖液压缸活塞杆位移和流量计算模型、液压负载力矩计算模型和液压缸起竖力计算模型。基于AMESim软件建立起液压起竖系统及载荷的仿真模型,并进行了动态仿真,得到了液压缸活塞杆的位移和速度、液压缸无杆腔的压力与流量、液压负载力矩和起竖力等参量的曲线。分析各个参数动态特性,对与负载相关的参量有了定量的认识。研究结果可为起竖系统的结构优化设计、故障诊断提供参考。     

基于柔性负载的液压自动调平系统控制器设计

针对液压调平系统遇到柔性负载的难题，将柔性负载简化为悬臂梁，建立了各液压缸之间相互耦合的分布参数模型。针对该模型提出一种控制器的设计方法，该控制器的设计分为2步，在第1步控制器设计中引入边界控制律，用于抑制调平过程中的振动，并保证负载自由端达到期望的变形；第2步控制器设计中采用后推控制技术，用于跟踪第1步控制器生成的负载压力，保证控制目标能够实现。最后利用数字仿真验证了提出控制方法的有效性。     

基于ANSYS的可调行程液压缸的活塞杆有限元分析及优化

以可调行程液压缸的活塞杆为研究对象,针对其结构特点对液压缸整体性能的影响,利用ANSYS软件建立活塞杆的有限元模型。通过分析可调行程液压缸的工作情况,得到受力最大的工作位置,对此位置进行静力与疲劳分析,校核活塞杆的屈服强度,得到了活塞杆的应力云、变形和寿命分布云图,分析得到活塞杆的薄弱部位。根据有限元分析结果,对活塞杆进行了结构优化与改进,再对优化后的活塞杆进行分析。结果表明优化后的活塞杆特性有显著的提高。     

往复式风冷全无油压缩机的设计与研究

为使往复式风冷全无油压缩机设计合理,提出了设计时应注意的问题,对压力比的确定、轴承的选择、活塞环和导向环的结构、全无油压缩机的冷却以及结构参数径长比的选取等进行了探讨。结果表明:选用较小的压力比,结构参数径长比λ取1/6~1/7,可使活塞环和导向环具有较高的运行寿命;选用脂润滑轴承并进行相应结构设计,保证了连杆大小头和主轴承的润滑;用自润滑材料制造活塞环和导向环,活塞环采用搭接口和一槽双环结构,解决了环与气缸间的润滑与密封问题;良好的冷却系统设计降低了温度,提高了整机运行的可靠性。     

基于ANSYS及加速寿命试验台对油缸单耳环活塞杆杆头断裂进行设计改进

该文对某工程机械油缸单耳环活塞杆杆头断裂进行失效分析,提出了在毛坯锻造工艺满足设计要求的条件下,单耳环活塞杆杆头变截面处应力集中导致残余应力过大,是单耳环活塞杆杆头断裂的主要原因。从这方面出发,优化了单耳环活塞杆杆头变截面处的残余应力,通过ANSYS软件对优化后的结构进行应力分析,并用油缸加速寿命可靠性试验台做2F台架实验和整机多批次小批量试装来验证改进措施的有效性,最终提高了油缸单耳环活塞杆杆头在极限工况下抗疲劳的强度。     

活塞杆轮廓尺寸的激光视觉测量

液压缸是液压传动系统中重要的执行元件,液压缸活塞杆的加工质量对液压缸的产品质量和设备安全具有重要意义。在活塞杆生产过程中,需要对活塞杆表面质量和尺寸参数进行实时、准确的测量,从而保证活塞杆的加工精度。针对活塞杆加工过程中的实际需求,开发了一种激光视觉轮廓检测系统,并对杆件轮廓进行了测量研究,同时提出一种基于Savitzky-Golay算法的异常值识别法来提高测量精度,从而实现活塞杆的加工过程中轮廓尺寸的快速、准确测量。     

迷宫式往复压缩机活塞杆导向支承系的稳定性分析

根据迷宫式往复压缩机活塞杆在活塞运动的方向通过导向轴承支承的特点,建立活塞杆力学简化模型,利用ANSYS软件对活塞杆进行模态分析、谐响应分析和屈曲分析,确定相关参数对活塞杆振动和稳定性的影响,最终实现活塞杆导向支承的优化.     

多缸内燃机曲轴系统多体动力学分析

应用Pro/Engineer建立了某四缸内燃机活塞一连杆一曲轴系统的三维实体模型,然后把模型调入ADAMS多体动力学分析软件,建立了活塞一连杆一曲轴系统的虚拟样机模型.在此基础上,对四缸内燃机曲轴进行了多体动力学分析.得到了作用在内燃机机体上的主轴承力及活塞侧压力的准确解.研究结果表明,曲轴系统运动件的惯性力对主轴承力和活塞侧压力的影响显著,因此在计算时需要对运动件惯性力进行准确、合理地考虑.     

活塞杆密封试验缸设计

活塞杆密封试验缸的设计是液压支架立柱、千斤顶蕾形复合密封圈密封试验研究的一部分。根据密封试验要求,在往复运动下,满足压力恒定的条件,对活塞杆密封试验缸进行参数计算,设计出满足活塞杆密封试验的液压缸。     

A new numerical analysis for piston skirt–liner system lubrication considering the effects of connecting rod inertia

A new numerical analysis for the piston skirt is conducted to consider the effects of the connecting rod inertia on the piston skirt–liner system lubrication. The piston dynamics, the oil film and the friction loss of the system are analyzed and compared with one earlier model that has been adopted widely. The results on a gasoline engine show that the connecting rod inertia does have some influence on the system lubrication as well as the piston dynamics, especially when engine runs at high speeds.     

基于模糊PID的变幅液压控制系统

针对高空带电机器人作业时出现臂架振动和抖动的问题,设计了基于模糊PID控制器的闭环液压控制系统。以液压缸活塞杆速度的误差和误差变化率为输入变量,经过模糊化、模糊推理、解模糊的方式来动态调节活塞杆的速度,使其达到稳定状态。以高空带电机器人的臂架变幅液压系统为研究对象,通过建立液压平衡回路数学模型得到系统的传递函数,在MATLAB/Simulink环境内搭建模糊PID和经典PID的控制方案仿真模型,并搭建试验平台进一步验证。结果表明:与经典PID控制相比较,模糊PID控制的响应滞后时间由0.55 s降到了0.2 s,缩短了63.6%,最大超调量由0.09 m降到了0.01 m,相对降低了88.9%,稳定时间由2.4 s缩短至0.4 s,相对降低了83.3%;另外实验结果为模糊PID控制下的系统响应滞后时间相对于经典PID缩短了0.2 s,超调量降低了0.032 m,稳定时间缩短了1.7 s,跟仿真结果相一致。实验数据表明,模糊PID控制器有效地解决了臂架振动和抖动问题,提高了臂架运动控制的稳定性。