液压挖掘机多路阀LUDV系统动态特性研究

为了提高液压挖掘机系统的操控性和稳定性,采用与负载压力无关的流量分配(LUDV)系统.以7t挖掘机试验样机为研究对象,分析LUDV系统的结构原理和特点,建立在Adams和AMESim平台上的挖掘机联合仿真模型.模型包括负载敏感泵、多路阀、液压缸及Controls模块.通过挖掘机单动作、复合动作,仿真与试验分析LUDV系统的稳定性和响应性.结果表明:仿真与试验结果一致,验证仿真模型的准确性,仿真模型可用于进一步理论研究.     

SIMULINK在液压回路动态特性仿真中的应用

针对液压系统动态特性仿真问题,分析了节点法建立液压回路数学模型的方法,用容腔节点表征回路的压力变化,对与容腔节点相连的液压元件则建立其流量方程.研究了在SIMU-LINK下建立容腔节点和液压元件仿真模型的方法,并将仿真模型封装为用户定制模块,为快速建立系统仿真模型奠定了基础.给出了仿真实例,表明这种应用SIMULINK实现液压系统动态特性仿真的方法是有效的.     

适应液压支架动作的稳压供液技术研究

为提高工作面液压支架对采煤机的跟随能力,通过对支架供液过程的理论分析,揭示了支架动作速度与液压系统压力和供液流量的耦合关系;建立了工作面液压系统仿真模型并验证了模型的准确性,仿真分析了液压系统压力和供液流量对支架动作速度的作用规律;在此基础上,提出了一种适应支架动作的稳压供液技术,即以支架动作类型和液压系统压力限值等条件为判断依据,通过调整供液流量,使支架动作时液压系统压力缓慢平稳变化、略微上升,以提高支架动作速度。采用多泵+多变频供液系统对该技术进行了试验,结果验证了该技术的有效性。     

液压挖掘机回转系统制动平稳性研究

研究挖掘机同转系统优化控制问题,由于液压挖掘机回转系统制动时易产生液压冲击和回转马达反转现象,严重影响了挖掘机的使用寿命、操作者的舒适性和安全感.为解决上述问题,提出一种回转马达出油口压力一转速复合控制方法,对回转马达制动腔压力进行分段控制.并利用AMESim和MATLAB/Simulink仿真平台对挖掘机回转系统进行联合仿真分析.结果表明,改进方法可以减小同转系统压力冲击,消除了马达反转现象,提供了改善挖掘机回转系统制动平稳性的有效途径.     

新型混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究

针对目前混合动力液压挖掘机工作装置势能有效回收的难题,设计了一种采用蓄能器与液压马达的新型动臂势能回收系统。以某小型挖掘机为研究对象,在AMESim环境中建立液压系统模型,基于PID经典控制的电机恒转速控制策略,通过Adams与AMESim联合仿真动臂下放时的变负载工况,得出整个系统的势能回收率。理论分析与仿真结果表明,势能回收系统可以有效回收动臂下放时的势能,并且具有动态响应快、电机的发电效率高的特点,大大提高了系统的势能回收率。     

工作面液压系统流量补偿技术研究

目前工作面液压系统的优化研究对连续推进过程中液压系统压力流量特性的分析较少,对液压系统压力流量波动问题缺乏简单有效的解决方案。针对工作面快速移架需求,以张家峁煤矿2-2煤层新建大采高工作面为工程背景,采用AMEsim软件建立了单台液压支架和成组液压支架仿真模型,基于自动跟机移架中千斤顶的动作时序,对煤炭开采过程中液压支架移架推溜过程进行仿真,分析了不同数量液压支架同时动作时工作面液压系统的压力流量变化情况,指出移架过慢的原因是液压支架瞬时需液量超过泵站最大流量,同时在液压支架成组运动过程中存在瞬时需液量不足和部分时刻泵站供液能力过剩的矛盾。针对液压系统间歇性大流量需求,提出了基于蓄能器的流量补偿技术,通过仿真验证了安装蓄能器后液压系统的压力波动被明显抑制,各千斤顶运动速度明显提升。在张家峁煤矿新建工作面对基于蓄能器的流量补偿技术进行现场试验,结果表明接入蓄能器后,液压系统平均压降降幅达74.1%,压力波动受到明显抑制,验证了流量补偿技术可满足液压系统间歇性大流量需求,为快速移架提供保障。     

挖掘机高压轴向柱塞泵的虚拟样机

为利用虚拟样机技术预测挖掘机高压轴向柱塞泵的各项性能,基于AMESim和Virtual.Lab开展液压系统建模、一维与三维刚柔耦合联合仿真建模、缸体的系统级疲劳分析以及柱塞泵的辐射噪声分析,得到流量和压力特性曲线、缸体疲劳损伤结果以及各场点的声压曲线,为开展优化设计提供参考.     

基于Pro/ENGINEER的液压挖掘机设计集成与轻量化分析

本文分析了Pro／ENGINEER三维参数化设计流程，结合液压挖掘机的模型和组成特点，对其在参数化设计、装配与运动仿真、有限元分析与结构优化、轻量化设计等方面进行了深入剖析。通过此流程，可以提高液压挖掘机的设计效率，降低设计时间。文中完全摒弃了偏重参数化设计的思想，而是以液压挖掘机的实际问题为核心，该方案也适用于其他类似工程机械设备的研发。     

重型车辆流量控制式ECHPS系统建模与仿真

关于车辆转向液压系统优化控制问题,针对重型商用车辆传统的具有固定助力特性的HPS系统存在的高速时转向操纵安全性差的问题,提出一种旁通流量控制式电控液压助力转向(ECHPS)系统,建立了ECHPS的机械和液压子系统模型及整车二自由度动力学模型。分析了转向系统可变助力特性的设计要求,建立了ECHPS助力特性MATLAB/Simulink仿真模型,通过仿真计算得到了ECHPS在不同车速下的转向助力特性曲线。仿真结果表明,所设计的ECHPS可变助力特性同时满足了低速时的转向轻便性要求和高速时的良好转向"路感"和操纵稳定性,并得到旁通流量与车速的关系曲线为设计ECHPS旁通流量阀开度的控制策略提供了基本依据。     

挖掘机器人仿真模型及其驱动引擎的设计

以挖掘机器人为例,研究了仿真模型的建立手段及其驱动方法,提出并实现了一种模型快速建立方法和能通用于同类机械的驱动引擎的设计方法,在此基础上设计了一个完备的挖掘机仿真显示类,通过对本类的继承,应用程序具备各种液压挖掘机的三维仿真驱动和显示功能。     

Gray box modeling of an excavator’s variable displacement hydraulic pump for fast simulation of excavation cycles

This paper describes the results of a study focused on the application of gray box modeling methodology on an excavator's hydraulic pump. This modeling approach has been adapted to accelerate the control system development time for a complete excavator, while providing accurate system dynamics. This mathematical model has been developed using the bond graph methodology. The excavator is described by two models: a hydraulic model and a kinematic model; dynamic parameters are continuously calculated during an excavation cycle, providing a platform to study the pump's behavior. The gray box model of the variable displacement pump has been validated on the basis of a set of experimental data collected on a test rig and on the field using an excavator. Herewith the results of this study are presented.     

Modelling of an hydraulic excavator using simplified refined instrumental variable （SRIV） algorithm

Instead of establishing mathematical hydraulic system models from physical laws usually done with the problems of complex modelling processes, low reliability and practicality caused by large uncertainties, a novel modelling method for a highly nonlinear system of a hydraulic excavator is presented. Based on the data collected in the excavator＇s arms driving experiments, a data-based excavator dynamic model using Simplified Refined Instrumental Variable （SRIV） identification and estimation algorithms is established. The validity of the proposed data-based model is indirectly demonstrated by the performance of computer simulation and the.real machine motion control exoeriments.     

Modelling of an hydraulic excavator using simplified refined instrumental variable (SRIV) algorithm

Instead of establishing mathematical hydraulic system models from physical laws usually done with the problems of complex modelling processes, low reliability and practicality caused by large uncertainties, a novel modelling method for a highly nonlinear system of a hydraulic excavator is presented. Based on the data collected in the excavator's arms driving experiments, a data-based excavator dynamic model using Simplified Refined Instrumental Variable (SRIV) identification and estimation algorithms is established. The validity of the proposed data-based model is indirectly demonstrated by the performance of computer simulation and the real machine motion control experiments.     

基于AMESim的汽车ESP液压系统建模

为研究汽车电子稳定程序（Electronic Stability Program,ESP）的液压系统,以某汽车ESP液压系统为研究对象,分析ESP液压系统结构和工作原理;基于AMESim建立液压单元模型、带预压单元的主缸模型和轮缸模型;依据流体力学相关理论建立节流器、液压控制阀、蓄能器以及回油泵数学模型．这些模型可为ESP液压系统动态性能仿真分析和液压单元设计提供参考．     

飞机起落架收放系统建模与故障仿真

针对某型支线客机的起落架收放系统,分析了其主要故障类型和故障原因。应用AMESim仿真平台建立了起落架收放系统模型,对该系统的正常收放过程进行了仿真,得到作动筒行程和液压泵出口压力、流量变化情况,并进行了结果分析,仿真结果满足起落架收放系统的基本性能指标。研究了液压泵泄漏、作动筒泄漏、油滤堵塞、节流阀堵塞等对系统工作特性影响较大的故障模式。仿真并分析了不同部件性能参数变化对系统工作性能的影响,为起落架收放系统故障诊断和健康状态监测在工程中的应用提供了有益的参考。     

挖掘机轨迹跟踪的滑模变结构控制

对液压挖掘机工作装置的轨迹跟踪进行了研究。在分析了液压挖掘机工作装置的动力学方程的基础上,针对其复杂的非线性,提出了一种新的液压挖掘机工作装置轨迹跟踪方法,即应用机器人学理论,建立了三自由度液压挖掘机工作装置的拉格朗日动力学模型,设计了带低通滤波器的滑模控制器,利用低通滤波器的滤除高频信号的功能,消除控制信号的抖动,给出沿规划轨迹工作所需的控制量,并给出了控制系统的设计方法。对三自由度工作装置进行了仿真研究,其结果表明,所设计的控制器对设定轨迹的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性,在存在模型误差和外部扰动的情况下,该方案既能达到高精度快速跟踪的目的,又能消除滑模控制的抖动问题。     

直驱式巷道超前支架油缸控制方法

考虑到传统的阀控液压系统存在伺服阀容易因受到油液污染而无法正常工作、阀控液压系统效率低、节流损失大、造成能源浪费等问题,研究一种基于伺服电机直驱液压泵的超前支架电液控制方法.伺服电机直驱液压泵系统由于电机的启动和转向过程中存在滞后性,因此使用常规PID算法的控制效果较差,使用模糊PID算法对伺服电机直驱液压泵系统进行控制.使用Matlab/Simulink仿真软件建立本文研究的直驱泵控巷道超前支架控制系统的仿真模型,并建立超前支架的实验样机,使用常规PID与模糊PID算法进行对比研究,研究结果表明:模糊PID算法作用下,伺服电机直驱液压泵的超前支架液压缸位置变化的超调量更低,调整速度更快,能够快速跟踪给定信号曲线,具有较好的鲁棒性.     

基于健康管理的起落架液压收放系统仿真

仿真分析是对复杂的起落架和液压系统进行性能分析的主要方法。针对起落架液压收放系统的健康管理问题,在分析系统工作原理和故障特性的基础上,以AMESim软件作为仿真平台,建立起落架液压收放系统的结构模型,仿真了系统的工作过程,获取多个部件不同健康状态的性能参数数据,为后续故障诊断、健康状态监测与评估奠定了基础。