功率回收型液压马达智能测试系统

针对企业对液压马达测试系统的需要,设计并研制出基于功率回收原理的液压马达智能测试系统和装置,并投人使用多年.本文介绍了测试系统的液压回路原理、控制原理和软硬件组成,重点阐述了功率回收、低速加载以及智能控制等关键问题.对系统进行了出厂试验,在对实测结果与马达的实际性能对比后得出该系统可用的结论.     

新的6-PSS型并联机构正向运动学求解方法

针对6-PSS型并联机构,通过研究其正向运动学,利用各支链铰点在动坐标系、静坐标系和滑块铰点坐标系3种坐标系下的位置关系,推导出6-PSS型并联机构的运动学模型,得到一种简明的运动学正向求解方法。在此基础上,提出了基于多元牛顿法和最速下降法的组合数值方法,并运用数值分析理论和计算机机器算数思想,最大限度提高收敛速度和减少单步迭代计算量。最后,编制了机构运动学的正向求解程序,进行了数值仿真,结果表明:改进的组合数值方法不仅可以更加快速地收敛到真实解,还能降低对初始估计值的依赖,扩大收敛范围,可以有效应用于该型并联机器人系统。     

并联六自由度机构运动学与动力学标定对比

为了研究并联六自由度机构不同标定方法的适用性,依据运动学标定和动力学标定,分别建立了并联六自由度机构的标定模型,并通过数值仿真对标定效果进行对比分析。结果表明：运动学标定方法对提高机构运动正解精度更为有效,正解误差比动力学标定的结果小4．9％,有利于传统的基于关节空间的并联机构控制策略;动力学标定方法对提高机构动力学模型精度更为有效,关节驱动力误差比运动学标定的结果小5～25 N,更适合基于工作空间的并联机构控制策略。     

基于干扰观测器的舰船运动模拟器非线性控制

舰船运动模拟器在使用中会受到来自被测设备的干扰力,该干扰力对模拟器的精确控制存在较大影响。针对此问题,根据系统动力学模型,提出一种自适应干扰观测器,在线观测模拟器所受干扰力,并在控制器中进行补偿。分析液压驱动的舰船运动模拟器在精确控制中的困难,使用鲁棒控制器克服参数不确定性和未建模不确定性引起的干扰。利用反步法推导出综合非线性控制器,并通过Lyapunov方法证明了该控制器是渐近稳定的。试验证明,该控制器在存在较大外干扰情况下能够平稳运行,且与普通比例积分微分(Proportional integration differential,PID)算法相比,有效地提高了系统的动态跟踪性能。     

Synchronous tracking control of 6-DOF hydraulic parallel manipulator using cascade control method

The synchronous tracking control problem of a hydraulic parallel manipulator with six degrees of freedom (DOF) is complicated since the inclusion of hydraulic elements increases the order of the system. To solve this problem, cascade control method with an inner/outer-loop control structure is used, which masks the hydraulic dynamics with the inner-loop so that the designed controller takes into account of both the mechanical dynamics and the hydraulic dynamics of the manipulator. Furthermore, a cross-coupling control approach is introduced to the synchronous tracking control of the manipulator. The position synchronization error is developed by considering motion synchronization between each actuator joint and its adjacent ones based on the synchronous goal. Then, with the feedback of both position error and synchronization error, the tracking is proven to guarantee that both the position errors and synchronization errors asymptotically converge to zero. Moreover, the effectiveness of the proposed approach is verified by the experimental results performed with a 6-DOF hydraulic parallel manipulator.     

基于趋势项误差控制的频域积分算法研究与应用

针对工程测试中利用振动加速度积分获得位移时出现严重趋势项误差问题,采用低频衰减算法对加速度信号在频率内直接积分,并利用积分精度控制方程保证积分精度。通过与积分算法比较及验证,证明该算法对积分误差控制具有一定优势。搭建含限位冲击的振动测试实验台,研究该算法在工程测试中应用特性。实验研究表明,该算法可有效控制趋势项误差,且随待积分加速度基频提高积分所得位移信号与真实位移信号吻合度提升。基于所用测试系统,加速度信号基频超过3.8 Hz时积分幅值误差小于10%,满足工程测试需要;加速度基频大于4.35 Hz时积分峰值误差小于5%,可获得较好测试效果。     

六自由度舰船运动模拟器随机海浪谱模拟

为了测试随机海浪引起的振动对舰载设备性能和可靠性的影响,提出利用六自由度舰船运动模拟器复现随机海浪谱,对舰载设备进行环境模拟试验。针对六自由度舰船运动模拟器的实际情况,提出双闭环控制方法,利用实时正解代替输出传感器。研究了基于谱均衡和时域随机化的随机海浪谱驱动信号生成技术,并在六自由度舰船运动模拟器上进行试验。试验结果表明,该方法能在六自由度舰船运动模拟器上模拟随机海浪谱,频域复现精度达到±1 dB。     

开关先导型超高压气动减压阀原理与特性研究

设计了一种开关先导型超高压气动减压阀.该阀设计输入压力为35 MPa,输出压力为4～25 MPa.采用电反馈闭环控制,主阀采用活塞式结构,先导阀由两个电磁开关阀构成.建立了系统的非线性数学模型,分析结构参数和控制参数对系统动态特性的影响,利用Matlab进行了仿真,并在测试平台上对该减压阀的特性进行了实验,得到了减压阀的特性曲线.仿真和实验结果表明,该阀在设计压力范围内具有良好的压力特性;调压腔的体积和进排气气阻是影响阀动态特性的重要因素;增大调压腔的体积或增大进排气气阻可减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度,但系统的反应时间变长     

超高压开关气源系统的数学建模与仿真分析

基于超高压容积减压系统理论,研究超高压开关气源工作原理及结构.建立了超高压开关气源系统的数学模型,分析了高频容腔容积以及超高压开关阀的响应频率对超高压开关气源系统性能的影响.利用所建立的数学模型,利用MATLAB进行了仿真计算.结果表明:提出的超高压开关气源系统具有良好的工作效果,可以实现稳定的压力输出;开关阀的响应频率、容腔体积等因素对系统性能有影响.