被动力伺服系统摩擦非线性控制

提出了一种用于补偿力伺服系统中摩擦力作用的基于非精确模型的非线性控制器。摩擦力是影响系统性能的一个重要因素,针对摩擦非线性对被动式电液力伺服系统跟踪性能的影响,提出一种用于力控制系统摩擦非线性补偿控制器。其基于Lyapunov稳定性定理,不需摩擦力矩的准确模型,只需参数上界值,是一种基于非精确摩擦模型的非线性控制器。仿真与实验结果表明:与一般的PID控制相比,该控制器能更好地消除摩擦非线性的影响。此算法对力控制系统的摩擦力抑制具有一定的借鉴作用。     

转叶舵机用复式摆动缸操舵原理

转叶舵机具有结构紧凑、机械效率高、安装简便等优点,在舰船上得到广泛应用。现有转叶舵机为单层液压摆动缸,舵叶转动区间受摆动缸结构限制具有饱和非线性。此外,舵叶受水动力干扰引起的冲舵、滞舵和跑舵现象,严重影响船舶航向控制和舵减摇效果。针对上述问题,以直驱式电液伺服转叶舵机为对象,在建立数学模型,分析水动力对舵角干扰的基础上,提出一种复式结构摆动缸操舵新原理。复式摆动缸采用双层结构,内层为舵驱动缸,外层为力矩解耦缸。内外层转子同向转动,可增大舵叶的工作区间,同时,外层力矩解耦缸转子输出助推力矩作用于舵驱动缸转子,可抵消水动力在驱动缸转子上产生的负载力矩,提高舵叶转动精度,解决舵机运动中的力位耦合问题;内外层转子反向转动,可使舵机及时制动、换向,提高舵机操纵性能。复式摆动缸用于转叶舵机,舵机系统具有较大的稳定裕量,幅值裕度为45.3dB、相角裕度为99.2deg,满足伺服系统设计指标。仿真分析表明,在有外负载干扰下,相较于单层摆动缸加控制策略的操舵方式,复式摆动缸操舵响应速度更快,无超调,达到稳态的速度提升约36%,且稳态误差维持在±0.05°范围内。在跟踪斜率为0.01°/s的斜坡信号时,转舵精度可保持在±0.03°位置误差带内,具有较高的位置控制精度。     

电液数字控制阀的原理、现状与发展

电液数字控制阀具有价格低、精度高、可靠性高、使用寿命长且可以直接进行数字控制等优点.首先介绍了增量式电液数字控制阀和高速开关式电液数字控制阀的工作原理、应用特点、性能的优缺点,并对未来的发展趋势进行了综述.     

船舰转叶舵机用复式液压摆动缸结构解耦研究北大核心

针对转叶舵机操舵过程中所受水动力负载复杂且与转舵角度、角速度构成强力位耦合关系,严重影响舵机系统控制性能的问题,在分析舵叶表面流体力的基础上,提出一种新型复式液压摆动缸结构解耦的方案。该复式摆动缸为双层结构,舵驱动缸嵌套在力矩解耦缸内部,驱动缸转子与舵杆固连,驱动缸壳体兼做力矩解耦缸转子。通过驱动驱动缸转子进行舵机角度控制,解耦缸转子转动,施加主动力矩作用在驱动缸转子上,抵消水动力在舵杆上产生的负载力矩,消除水动力对舵角控制的影响。仿真结果表明:该复式摆动缸能有效解决流体力干扰,对舵角控制品质的提升有质的帮助。     

直驱式电液伺服模锻锤控制系统研究

对直驱式电液伺服系统在模锻锤上的应用进行了研究,提出一种新型直驱式电液伺服控制模锻锤。设计了模锻锤直驱式液压控制系统原理图,分析了其工作原理和优势,通过研究新型模锻锤能量控制原理,提出了蓄能间接转换控制方法及转换原理,通过理论分析证明可以提高系统能效及打击能量的可控性。分别对交流伺服电机调速系统与泵控缸系统进行了数学建模,在此基础上建立了模锻锤控制系统的数学模型,并在Simulink平台上搭建系统的仿真模型,仿真分析了该系统的动态特性,通过Bode图中的幅值裕量和相位裕量证明了系统的相对稳定性。时域仿真曲线表明,泵控系统动态响应时间可以满足模锻锤工况要求。仿真结果有效验证了直驱式电液伺服模锻锤控制系统的可行性。     

电液伺服摆动马达密封结构研究

为研究电液伺服摆动马达密封结构的性能,建立其密封件的有限元仿真模型,在相同预压缩量、不同介质压力条件下,对矩形密封结构、梯形密封结构、星形密封结构进行仿真分析,根据仿真结果比较3种密封结构的密封效果。结果表明,星形密封结构因其截面有4个密封唇,在沟槽中不易产生扭曲,耐压力较强,其密封有效性优于矩形密封结构,更适合用于大功率液压密封系统;梯形密封结构在靠近流体端具有较陡的压力梯度,在一端具有较缓的压力梯度,可以减小油膜厚度,从而减少泄漏量,因而其密封效果优于星形和矩形密封。     

高速高压双圆弧斜齿齿轮泵空化抑制措施研究

双圆弧斜齿齿轮泵在高速高压工况下其内部流场空化现象严重，对齿轮泵的性能产生不利影响。为抑制齿轮泵的空化，建立了双圆弧斜齿齿轮泵吸油腔近啮合区域压力数学模型，以该区域压力值最大为目标函数，利用遗传算法对其各个影响因素求最优解，重新建立齿轮泵三维模型并设定模拟工况，利用动网格技术，通过PUMPLINX对齿轮泵内部流场的空化现象进行数值模拟，并分析了抑制空化后对齿轮泵的影响。结果表明：抑制空化后齿轮泵内部流场空化现象明显减小，齿轮泵的空化现象得到了有效的抑制，验证了吸油腔近啮合区域压力数学模型的正确性；相对于抑制空化前，抑制空化后的齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显减小，泵出口流量脉动率减小了25.63%,泵出口平均流量提高了4.4 L/min,泵容积效率提高了10.04%,显著提高了双圆弧斜齿齿轮泵的性能。     

粒径对全断面竖井掘进机出渣泵磨损特性影响研究

为探究大颗粒粒径对全断面竖井掘进机上出渣泵过流部件磨损特性的影响，基于SST双方程混合湍流模型、Finnie塑性冲蚀磨损模型对其进行数值模拟，获得了全断面竖井掘进机出渣泵过流部件的冲蚀磨损形态，分析不同颗粒粒径对叶片磨损程度的影响。模拟结果表明：磨损最严重区域在叶片吸力面；定量预测出叶片磨损强度随不同初始条件的变化规律；随颗粒粒径增大，颗粒与吸力面的碰撞几率降低，叶片吸力面磨损区域显著减小，磨损位置受颗粒粒径的影响明显，而后盖板的磨损面积几乎不变；全断面竖井掘进机上出渣系统在输送最大粒径超过100%的固相颗粒时，仍具有良好的可靠性和稳定性。大颗粒粒径仅对吸力面磨损程度影响显著，对后盖板影响不明显。     

阀控摆动式马达电液伺服加载系统的分析和实验研究

对阀控摆动式马达电液伺服加载系统进行研究,建立了阀控摆动式马达主动式电液伺服加载系统的数学模型,从结构和控制策略上对主要技术问题进行了探讨,并进行了仿真分析和实验,其仿真分析和实验结果基本一致,表明本文建立的模型基本反映了阀控摆动式马达系统的实际特性,所采取的复合控制策略能有效地提高系统的双十指标,适于阀控马达力矩伺服加载系统的实时控制.