主梁式TBM推进系统基于AMESim的仿真分析

主梁式TBM推进系统的主要作用是在掘进时为主机向前移动提供推进力以及换步时使撑靴鞍架快速向前移动,它是TBM施工过程中所必须的关键部件之一。针对敞开式TBM推进系统在实际施工中的不同工况,利用AMESim软件所提供的液压、平面机构和其它子模型库,建立了推进系统的整体运动模型,并在此基础上进行了仿真与分析。     

TBM支撑-推进-换步机构固有特性及灵敏度分析

支撑-推进-换步机构是隧道掘进机(TBM)掘进作业的核心传动装置,在强冲击载荷下机构振动剧烈,导致关键结构件损伤,因此研究其固有特性和灵敏度具有重要意义。采用集中参数法,建立TBM支撑-推进-换步机构的动力学模型,分析机构的动力特性。结果表明:机构的1阶振型为主梁沿掘进方向的扭转振动;且机构的各阶模态随构件的刚度变化会发生模态跃迁现象。     

新型TBM推进机构试验台主推进器仿真分析

以新型TBM推进机构试验台主推进器为研究对象,根据该主推进器的结构特点,采用SolidWorks对其进行简化建模,然后导入到ADAMS中建立虚拟样机模型,对建立的虚拟样机进行多刚体逆运动学和正动力学仿真。利用ADAMS对试验台主推进器进行逆运动学仿真,之后反解其正动力学,避免了设计阶段繁杂的公式推导和计算,提高了设计效率。     

LabVIEW与Beckhoff PLC控制的电液开口机构

相对于传统的喷气织机凸轮开口机构不能适应织物品种更改的现状等缺点,设计了一种新型的开口机构,基于LabVIEW与Beckhoff PLC控制的电液开口机构。液压系统采用电液伺服阀控制伺服缸,控制系统采用Beckhoff PLC作为整个控制系统的核心部分,控制算法采用经典PID控制算法。通过现场试验,结果表明,综框可做预设的运动,液压缸的频率可达到10Hz,能很好地达到设计要求。     

机电一体化立体停车库的PLC控制

智能化多泊位立体停车库控制系统采用计算机智能化管理、PLC控制，包括智能管理、人机界面、电液伺服驱动、检测、PLC控制运动等部分。本文介绍了立体车库的PLC控制系统总体设计、控制程序设计、PLC与上位机接口的通信方案设计、计算机从PLC读取数据的程序设计等。     

小型搬运机械手控制系统设计

主要论述了日本欧姆龙系统在机械手中的PLC控制。重点介绍了机械手控制系统中软件的设计过程以及PLC控制气动机械手装置的工作原理、运动过程和控制要求等方面。充分利用试验台来加深对PLC控制的认知,根据机械手的结构及功能、控制要求,进行总体方案设计．从而培养对PLC的选型和I／O分配、编写PLC程序及绘制梯形图的能力。     

全断面岩石隧道掘进机支撑-推进-换步机构静刚度分析

针对全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)在施工作业过程中掘进轨迹经常偏离预设轨迹、严重影响掘进精度及效率的问题,研究其支撑-推进-换步机构刚度半解析建模方法。从分析机构的变形协调条件入手,构造出计及所有支链构件及末端自身弹性贡献的半解析静刚度模型,该模型综合考虑了复杂物理边条(围岩)、机械系统刚度及液压系统刚度。通过算例揭示整机静刚度在掘进全域随位姿的变化规律,并借助有限元分析软件验证了所建模型的正确性。     

基于CAN总线的TBM模态掘进试验台控制系统设计

为了适应地下空间工程开发对TBM这种大型施工设备信息化的要求,分析了目前国内外TBM控制系统研究的局限性,开发了一种基于CAN总线控制架构技术的大型TBM模态掘进实验平台,创新了这种大型平台的控制硬件及软件系统架构,这种新型基于CAN总线控制技术的控制设计为TBM自主控制系统的设计了一种新的思路。     

基于动态载荷的变速器疲劳试验台控制系统设计

分析了汽车行驶工况,根据汽车发动机的瞬态工况计算出机械式手动变速器的动态载荷,以此设计出加载试验台控制系统。试验台利用工业PC进行现场数据采集,监视系统运行状态,通过CT—NET总线实现工业PC与CT变频器之间的通讯,CT变频器软PLC进行电机实时控制,模拟动态载荷并实时加载。     

一种垂直起降运载器着陆支腿设计与展开控制

目前，实现垂直起降运载器可重复使用是降低发射成本的有效途径之一。当运载器完成着陆场返回后，需依靠着陆支撑机构的展开、锁定及缓冲吸能三阶段的协同配合，最终实现平稳软着陆。针对运载器着陆支撑机构，提出一种六杆式支撑机构构型，通过四连杆机构实现展开与收拢动作，利用双锁紧机构型式实现锁定动作，依据机构自锁原理完成单向运动。通过对实际展开工况进行分析，提出主动+随动控制方式和全程作动控制方式。在着陆支撑机构展开过程动力学建模的基础上，分别对两种展开运动控制策略进行优化。并完成不同控制方案对比分析，最终确定合理展开驱动方案，为运载器支撑机构的研制和展开控制提供技术支持。     

基于电液传动的多功能机床结构及控制系统设计研究

针对现有液压机床加工工序单一、自动化生产效率、以及加工精度不足等缺点,为实现机床高效率、多功能加工生产,设计了一种基于电液(液压和电机)传动的多功能机床及控制系统。首先,设计了多功能机床的基本结构、工作原理及工位分布;然后对机床控制系统进行了整体设计,包括主控器PLC选型、电液元器件型号选择、I/O分配以及PLC控制系统梯形图设计编程;最后,结合实际程序编程和安装完成的机床控制系统进行了现场实验数据采集测试,测试数据结果表明:设计的电液传动多功能机床及控制系统稳定效果好,能够快速实现多工序加工,提高了生产效率。     

新型TBM推进机构力传递性能分析

在实际工况中,推进机构要承受重载荷、大突变载荷以及极限载荷,若力传递能力不足,将造成机构关键零部件损伤或失效。以搭建的新型TBM试验台为研究对象,运用SolidWorks建立推进机构重构后的三维实体模型,基于并联机构螺旋理论建立推进机构运动耦合度指标,对V型推进机构调向力与调向力矩以及运动耦合度进行分析,并以两种典型的推进机构为对象,比较两者的推力传递效率,验证该指标的正确性。     

液压张紧装置伺服控制系统设计

针对现有液压张紧控制系统多采用继电器控制系统,压力控制精度差、稳定性差,且易产生振荡的问题,设计了一种液压张紧装置的伺服控制系统。主要采用电液伺服阀和拉力传感器形成闭环伺服控制系统,实时、连续、准确控制张紧力的输出,再配合速度传感器有效处理滑带工况;设计了控制系统,包括PLC选型,I/O口分配,硬件接线图以及PLC程序;采用模糊PID控制方法控制并对模糊PID控制器进行了仿真。结果证明:该控制系统超调量小、响应快、振荡小、控制精度高、稳定性好,满足输送机工作要求。     

提升钢丝绳疲劳试验台及其电机同步方法研究

为克服传统钢丝绳疲劳试验台加载载荷较小,只能在一定运行范围内做单向弯曲运动等缺点,设计了以矿井提升系统为原型的提升钢丝绳疲劳试验台。该试验台由试验台台架、电气控制系统、以及数据在线监测系统等部分组成。针对试验台驱动机构的双电机同步传动问题,提出了基于可编程逻辑控制器(PLC),利用矢量变频调速控制的双电机同步控制方法,并采用MatLab/SimuLink对该控制系统进行了建模与仿真,结果表明该双电机同步控制系统动、静态性能优良,转速跟踪及电机同步性能好。     

20MN液压支架试验台同步控制系统的设计

针对20MN液压支架试验台调高液压缸大行程、重负载的工况特点,分析了调高液压缸的工作状态和运动特性,提出一种采用电液比例伺服阀实现四缸同步控制的设计方案.该控制系统在WINDOWS操作系统下,采用VC 编制了四缸同步控制系统程序.通过MATLAB仿真和实验结果显示,该文的控制算法和同步策略可取得良好的效果,基本上满足目前液压支架试验台的同步控制精度,为液压支架检测技术的发展打下一定的基础.     

液压工程夹持器压力自适应电液比例控制

为了解决传统挖掘机铲斗吊装效率低、低适用性等问题,设计了一种基于压力自适应的新型挖掘机液压工程夹持器。完成了液压系统原理图的拟定,利用电液比例控制技术调节回路压力,采用光电位移传感器采集物体滑移信号,根据OPC技术实现HMI与PLC的通信,用VB程序事件驱动机制实现信号的检测,分配了PLC输入输出点,编写了PLC压力自适应控制程序。简化了控制系统硬件驱动设计,能够根据滑移信号实时调节系统压力,抗干扰能力强,具有良好的压力自适应能力。     

基于连杆传动与电液推进的轨道夹轨器设计

为了克服现有夹轨器结构复杂、控制不便的不足,介绍一种基于电液推进器驱动、连杆传动的夹轨器设计方案,阐述了其结构设计、工作原理和受力计算。该装置主要包括电力液压推进机构、弹簧复位机构和连杆夹持机构,由电液推进器提供夹钳打开动力,由可调式弹簧复位机构提供夹紧力,由连杆组实现运动传递,由电气控制实现夹紧机构的打开和安全锁死。该装置结构简单、制造成本低,能实现电气控制自动打开和快速加紧,安装与维修方便,安全性好,适合中小型轨道式起重设备。     

一种串联式液压机械臂PLC运动控制方法研究

串联式液压机械臂是一个复杂的连杆控制机构，针对复杂多变的运行工况下串联式液压机械臂的运动控制精确化需求，在串联式液压机械臂工作原理和运动控制系统结构基础上，构建了PLC主从式控制系统图，并设计了PLC控制程序，优化了运动控制系统的标定参数，在搭建好的串联式液压机械臂运动控制实验台架中进行调试测试，最后实验结果表明该控制方法能够快速提高串联式液压机械臂的运动控制精度，提升运动控制系统的响应能力。     

多矢量推进水下航行器6自由度非线性建模与分析

采用舵和矢量推进器联合进行航向控制的新型水下航行器,实现高、低速下不同航向控制方式的多种运动模式.根据其结构特点和运动特性,运用欧拉角法建立6自由度运动学模型,针对纵倾角θ=±90°时存在奇异点的问题,采用四元数法进行解决,保证任意姿态下的运动求解.基于牛顿第二定律和拉格朗日方法建立多矢量推进水下航行器的6自由度非线性动力学模型,两种方法所推导的动力学模型完全一致,验证模型的正确性,并为控制系统的设计奠定基础.进一步采用四阶五级龙格-库塔积分算法进行动力学方程求解,解决水下航行器耦合非线性空间运动方程运算难和显示难的问题.通过多矢量推进水下航行器空间运动性能的计算和分析,进一步验证其运动学和动力学模型的有效性,并表明低速航行时采用矢量推进器控制航向和高速航行时采用舵控制航向可以较大地提高水下航行器的机动性能.     

异形断面盾构切削机构与液压系统的设计

研发异形断面盾构机构是当前各国迫切需要研究解决的重大问题。而研究异形盾构掘进机,应先解决盾构掘进机的主要核心部分—刀盘切削机构。提出了一种新型的异形断面盾构切削机构,建立了该切削机构挖掘截面的计算模型,并详细分析该机构的动作要求,确定了电液比例控制系统的方案。建立非对称比例方向阀控制非对称液压缸的数学模型,获得了切削机构电液比例位置控制系统的传递函数,并采用MATLAB/Simulink软件进行了液压系统的建模仿真,为后期的分析提供了理论依据。