基于Modelica语言的泵车臂架系统举升过程仿真

混凝土泵车臂架系统是涵盖机械、液压、控制等多领域的复杂物理系统。以Modelica/MWorks为建模平台,对臂架系统进行了模块化拆解,采用参数化建模方法构建了各个元件的模型,然后通过这些元件搭建了臂架仿真模型并进行了动态仿真。仿真结果表明:液压冲击对臂架稳定性有着重要影响,PD(比例微分)控制系统对液压冲击有着较好的抑制。研究结果可为臂架系统的设计提供一定的参考。     

高空带电机器人臂架稳定性优化控制仿真研究

以高空带电机器人的臂架变幅液压系统为研究对象,介绍臂架结构和变幅液压控制系统。针对该高空带电机器人作业时出现的臂架振动、抖动现象,采用PID控制器对臂架液压控制系统进行优化。建立平衡回路数学模型,运用多领域仿真软件AMESim 对变幅液压缸动态过程进行仿真,对比优化前后液压缸的动态特性。通过搭建实验平台对PID优化的控制系统进行实验。结果表明: PID优化控制能大大缩短液压缸活塞杆速度波动时间和降低速度波动幅度,可以有效改善臂架系统工作过程中出现的振动、抖动问题,提高臂架的稳定性。     

水泥混凝土整平机自动升降液压系统仿真研究

水泥混凝土整平机自动升降液压控制技术对于降低人工作业误差、提高平整作业的精度和质量非常关键.为了便于开展进一步的相关研究,进行自动升降液压控制系统仿真.首先运用ADAMS软件建立整平机整平板和激光接收器系统模型并进行仿真,论证了动力学模型可以很好地实现激光接收器与整平板的自动升降功能;然后运用AMESim软件进行整平板...     

基于ADAMS的重载液压机械臂动力学建模与仿真

针对七自由度重载液压机械臂,建立精确、高效的重载液压机械臂系统逆动力学模型。利用牛顿-欧拉递推法、Spong柔性关节模型和Stribeck摩擦模型建立机械臂动力学模型;利用Creo完成机械臂三维模型搭建并导入ADAMS分析计算。与试验结果对比,确定系数均大于0.6,与无摩擦纯刚体模型计算结果相比有明显提升,验证了建模方法的准确性。     

基于SimulationX的电控液压悬挂系统的仿真分析

拖拉机在农业生产中的作用越来越重要,为了提高拖拉机作业机组的作业质量,对拖拉机悬挂机构工作原理进行了分析,在SimulationX中建立了悬挂机构机械杆件和液压系统的仿真模型,并基于pid控制策略进行了悬挂系统的自动位置控制仿真,通过仿真分析,结果验证了所建模型是正确的,所设计的拖拉机悬挂犁耕机组自动位置控制系统具有较好的响应特性,为拖拉机电控液压悬挂机构的设计与研究提供了一种新的方法。     

配网带电作业机器人系统的设计

为了提高配网带电作业的安全性和作业效率,设计配网带电作业机器人系统,包括主从遥操作液压机械臂、控制系统、带电作业工具系统、绝缘防护系统和绝缘斗臂车等,描述其特有的结构、技术参数和工作原理。采用主从位置闭环随动控制,主从手同构,主手具备力反馈,提高操作的灵活性和工作效率。在10 kV配网带电线路进行试验,验证了设计的合理性和优越性。     

基于51单片机的液压机械臂闭环控制系统设计

针对多关节液压机械臂开环控制精度低的问题,设计了一套基于51单片机控制的液压机械臂闭环控制系统。在上位机图形界面上输入控制数据,经串口通信到51单片机,通过控制电磁阀的导通来驱动机械臂运动;同时单片机可根据光电编码器实时采集的各关节运动角度,进行反馈控制,形成一个闭环控制系统,以减小机械臂运动误差。     

基于主动悬挂的移动式作业平台设计与研究

针对当前工程环境复杂化、地形条件多样化对移动施工平台性能提出的要求，设计一款基于主动悬挂的移动式作业平台。对作业平台进行结构设计，对其液压作动支腿进行有限元结构静力学分析，验证作动支腿机械结构的可靠性，对作业平台整体进行有限元结构动力学分析，得出能够避免平台发生共振的激振源频率段；根据作业平台特点，采用“中心点不动”调平算法，通过数学模型将平台的倾角控制等效转化为液压作动支腿位移的控制；设计作业平台作动支腿的电液比例控制系统，通过仿真验证PID控制算法的有效性；最后，通过试验对作业平台整体性能进行验证。结果表明：基于主动悬挂的移动式作业平台满足设计要求，达到预期目标。     

基于线性扩张状态观测器的机械臂变负载滑模控制

大型串联机械臂液压控制系统存在变负载及外干扰问题,机械臂不同工作姿态的等效质量会造成液压缸系统固有频率变化,影响系统动态特性,为此提出一种基于线性扩张状态观测器的滑动模态控制策略(LESOSMC)。以破拆机器人机械臂为研究对象,仿真试验结果表明:LESOSMC在机械臂处于不同姿态时,保持了很好的动态特性和稳态精度,对周期正弦信号也具有良好的跟踪性能。LESOSMC在机械臂变负载控制中具有良好的鲁棒性,满足重载液压机械臂关节位置控制的要求,为解决液压重载机械臂关节液压缸的位置控制提供了有效的工程方法。     

基于装配轨迹在线修正的红外LED自动装配系统设计

红外LED用于光电式成像定位系统的位置信号发生源,要求LED装配位置误差≤0.2mm,但手动无法保证对LED的一次性精确定位装配,因此设计了利用KUKA机械臂实现红外LED高精度自动装配的系统。通过分析工业机械臂自动装配工序的误差源,提出一种基于待装配孔位姿测量的装配轨迹在线修正方法,解决示教在线编程和离线编程轨迹更新的不足。建立三坐标测量机测量与KUKA机械臂运动控制之间的位姿变换和轨迹误差修正数学模型,完成基于装配轨迹在线修正的红外LED自动装配系统软硬件设计,搭建实验装置,通过实验对系统自动装配精度进行验证,实验表明,经过装配轨迹在线修正后红外LED自动装配位置误差由修正前的0.23mm降低到0.09mm以下,角度误差由修正前的0.27°降低到0.08°以下,实现红外LED正常装配,为基于工业机械臂的高精度自动装配系统设计提供参考。     

面向复杂环境的无人机发射平台自调平系统研究

为了满足无人机发射平台在复杂环境下的快速、高精度自动调平要求,探索平台的调平控制方法和策略。根据无人机发射平台的调平液压原理在AMESim软件中对此调平系统进行建模和仿真,模拟液压调平系统在平台的调平操作。分析仿真的系统支腿位移、支腿液压缸流量、换向阀流量等曲线,清晰地观察该系统动态回路特性。仿真结果表明：所建立的系统仿真模型可适应复杂工况下调平,验证了调平系统的合理性,可为同类液压调平系统的设计与分析提供参考。     

矫平剪板机组控制系统设计

设计一套矫平剪板机组控制系统,矫平剪板机组中的控制对象主要有直流矫平电机、多个交流异步电机、液压缸和液压马达。该控制系统采用无锡汇联的S2N-24MR型号PLC作为控制器,实现对各个控制对象快速准确的控制;采用威纶的TK6100iV5型号触摸屏作为人机界面,实现参数的设定和显示;采用欧陆590作为调速器,实现对直流矫平电机的启停和速度控制。该控制系统具有自动、手动和点动3种工作模式,可以满足不同工况的需求;在一个工作周期内采用高速运行和低速运行相结合的方式,有效地保证了矫平剪板的精度,定长剪板精度达到1 mm/1 000 mm。该控制系统已经应用于实际生产,取得了良好的控制效果,满足了预期的设计要求。     

复合材料液压机四角调平控制系统设计

为了满足复合材料液压机快速性和高精度的要求,为复合材料液压机设计了被动式四角调平液压控制系统,并着重从液压四角调平控制系统方面进行了设计选型。调平过程利用4个高响应比例伺服阀控制的布置于基座四角的调平缸的回油流量实现。在AMESim中的仿真是基于复合控制策略的PID控制算法进行的,以实现四角调平功能。     

自动喂养机器人导航定位系统研究

盒养动物自动化喂养可以减少人工作业强度,降低人力成本,提高养殖的自动化水平,而自动喂养机器人的导航定位系统的研究是实现自动化喂养的关键。为此,研究了基于磁带和RFID标签的导航定位技术,设计开发了磁导航传感器的信息处理及导航纠正算法,以及利用RFID标签的站点定位技术,此外,对自动喂养机器人的避障系统进行了分析与设计。开发了自动喂养机器人导航定位控制系统,最后通过样机验证了导航定位算法的可行性和正确性,满足了自动化喂养的现场要求。     

泵阀并联驱动液压缸抗干扰控制器设计

根据液压升船机、多自由度试验平台等重载、长行程单出杆液压缸控制系统高性能和高效能的要求,采用阀控开式回路和泵控闭式回路并联驱动非对称液压缸系统。该系统本身可以兼顾效能和性能,但还要保持性能。由于速度和位移传感器存在电磁扰动问题,为了抑制该扰动,提出在PID位置反馈控制基础上,增加抗干扰观测器策略,并通过仿真对该系统控制性能进行验证。仿真结果表明：与传统的PID控制方法相比,该方法能够精确估计出正弦扰动,并在前馈进行补偿,消除频率已知的单正弦扰动的影响,从而抑制检测扰动,使系统更快地跟踪给定信号。     

6自由度液压机器人的自抗扰控制

为提高6自由度液压机器人电液驱动系统的控制性能,针对电液位置伺服系统的非线性和不确定性,建立了6自由度液压机器人后臂电液位置伺服系统的数学模型,提出了3阶自抗扰控制方案,通过对系统内扰和外扰进行估计和补偿,实现对位置的控制。仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器不仅能满足系统对快速性和准确性的要求,而且还能有效抑制负载突变或未知扰动对系统性能的影响,与传统PID控制相比,其具有更强地鲁棒性和抗扰动能力,能满足6自由度液压机器人控制系统动态性能的基本要求。     

24MN玻璃钢制品液压机控制系统的研制

24MN玻璃钢制品液压机有其特殊的工艺要求,需要对液压机的压力、速度和平度进行控制.为此设计了液压系统的结构,采用八缸框架式结构,并提出PLC与Trio控制器相结合的控制方案.PLC主要负责系统运行、维护与模式切换.Trio控制器依靠设计的控制算法,调节比例伺服阀,以控制压力、速度和平度.通过调试,系统运行良好并实现了要求的控制目标.     

时滞动态补偿方法在泵车臂架液控系统中的应用研究

针对泵车臂架电液控制系统的非线性时滞问题,提出一种适用于泵车臂架结构的动态时滞补偿方法。该方法以泵车臂架末端振动位移历史数据为基础,通过时间序列法对此后某段时间内的泵车臂架的振动姿态提前预测,对系统中的非线性时滞进行动态补偿,为泵车臂架末端位置控制系统提供可靠的反馈数据,为液压阀控缸的位置和速度控制系统提供实时的参考输入。外场试验验证了该时滞补偿算法在提高泵车臂架操控平顺性和阀控缸响应速度方面的有效性。     

开关型被动式调平系统设计及其应用

采用三级压力调节插装式溢流阀取代多个伺服比例阀进行调平同步控制，设计一种开关型被动式四角调平系统，降低同步控制硬件成本。将此系统应用于HET4000D型号复合材料全自动液压机上，测试结果表明：活动梁在20 mm/s的加压速度下，四缸的同步误差为0.25 mm，即活动梁的平行度为0.068 7 mm/m，此设计系统可满足平行度需控制在0.1 mm/m内的行业标准要求。     

导弹发射台新型通用调平系统设计

为了提高导弹发射台调平的精度和速度,笔者在对一般性的调平原理进行研究的基础上,设计了一种通用的发射台调平液压控制系统;并对一系列工程应用方面的问题,如调平与支腿撤收过程的控制逻辑、控制要求等进行了详尽分析,得到了一些有意义的结论.