微能耗压边液体压力控制系统的建模与仿真

针对板料拉深成形液压机的微能耗压边液体压力控制系统,建立了仿射非线性模犁,采用微分几何理论完成了非线性系统的精确线性化,并结合仿真软件MATLAB／SIMULINK给出了基于LQR理论的PID最优反馈控制。     

管道液压冲击压力振荡特性分析

针对液压系统中液压冲击引起管道压力振荡的问题,以两端分别连接容腔和换向阀的等直径水平管道为研究对象,通过对管道物理模型的空间离散化,考虑频率相关摩擦,建立管道有限分段集中参数模型,考虑复杂流体现象,合理选择管道子模型,采用AMESim进行了仿真分析,得到管道压力振荡特性。并通过仿真分析确定了管道参数对压力振荡的影响规律。结果表明:AMESim法计算所得峰值压力与理论计算相比误差为1.5%,与Simulink法相比误差为6.8%,且在动态过程中AMESim法和Simulink法压力曲线吻合良好,证明了建模与仿真方法的正确性,为管道液压冲击压力振荡分析提供了一种新方法。     

液压系统压力波动与冲击的动态仿真试验研究

结合动态方程建立了某液压系统压力波动、冲击测试的数学模型,运用节点容腔法及MATLAB中的SIMULINK模块,建立了液压系统压力波动、冲击测试的仿真模型,并对仿真曲线进行分析,考察了油液压力随时间变化的规律及系统的稳定情况.通过改变相关参数,修正仿真模型,得到了系统压力波动、冲击测试随转速及外加负载变化的基本规律.     

气动高精度压力控制系统的建模及特性分析

为实现气缸容腔的高精度压力控制,设计一种采用比例压力阀控制、缓冲储气罐和无摩擦气缸串联的双闭环高精度压力控制系统.建立了该类系统完整的数学模型,模型包含阀口流动的非线性、储气罐和气缸内的压力动态、比例阀的动力学、储气罐和气缸连接管路的模型和基于实验数据的气体泄漏模型.仿真分析了气源压力、气源温度、储气罐容积、连接管路长度和直径等关键参数对系统动态性能和控制性能的影响,为压力控制系统各参数的选择和控制器的设计提供理论依据.     

基于容腔节点法的液压起竖系统仿真

以某型多功能导弹发射车快速起竖系统数字仿真为背景,根据电液相似原理,对液压起竖系统的起竖过程和动态特性进行研究,采用节点平衡法建立系统模型.分别建立长短管道液压容腔的数学模型,分析液压元器件及液压容腔的压力流量特性;讨论液压起竖系统运动部件的受力情况;并使用Matlab/Simulink搭建液压起竖系统的仿真模型;最后给出液压起竖系统起竖过程的仿真曲线,并与试验曲线进行对比.结果表明多级伸缩式液压缸整体运行比较平稳,但在换级时有较小的震动,基本能够满足工程要求.     

基于AMESim的液压系统压力脉冲模拟器仿真

液压系统压力脉冲模拟器是一个分布参数的复杂非线性系统,要产生符合规范的压力脉冲波形难度很大.针对这一问题,应用AMESim软件建立了液压系统压力脉冲模拟器的仿真模型,进行脉冲波形的仿真计算.分别研究油液体积弹性模量、油液黏度、蓄能器容腔大小和换向阀通流能力等参数对波形的影响.仿真和分析表明:压力脉冲的形成与多种因素有关,在系统设计中必须根据被试件特性和压力波形参数对管路的配置和阀件的动态特性等进行优化设计.     

基于状态空间法的板料成形过程闭环控制系统的建模及仿真

冲压过程中,因材料的性能参数、润滑条件的波动和模具参数的改变,导致冲压件质量的不稳定,因此必须提高冲压件质量的控制鲁棒性。压边力是板料冲压过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可以避免起皱或破裂等缺陷。文章提出了一种基于结合RBF神经网络和经典状态空间理论的板料成形过程控制策略,并建立了其控制模型。引入时序分析法,将压边力的调整与反映工件成形质量的法兰边的吸入量误差联系起来,同时应用非线性最小二乘法识别出增益系数。仿真结果表明,在加入一噪声后,仍能获得满意的冲压件质量,模型具有较高的控制鲁棒性。     

导阀结构对先导式比例溢流阀稳定性的影响

比例溢流阀的压力控制稳定性对液压系统加载和限压至关重要。以某比例溢流阀为研究对象,建立溢流阀数学仿真模型,并通过试验验证了模型的准确性。分析主阀弹簧腔容积及先导腔阻尼孔直径参数变化对主阀压力控制稳定性的影响,为溢流阀的设计及使用提供指导。     

充液拉深装备中压边压力闭环控制系统调节器的设计

根据作者近年来研制充液拉深装备控制系统的经验,对该装备压边压力闭环系统的控制规律进行了从理论到实践的较系统的研究：首先建立了被控对象的数学模型,然后应用频率特性法对系统进行校正分析,从而得出系统的控制规律。在实际装备上应用此控制规律时,根据系统的实际响应,对控制规律进行了调整和改进。实验结果表明,改进后的控制算法简单、实用,而且可取得良好的控制效果。     

基于AMESim的脉动灌浆系统建模与特性分析

为了了解脉动灌浆系统的力学特性以及压力等参数的控制特性,通过对脉动灌浆系统组成和工作原理进行分析,基于AMESim仿真平台建立了脉动灌浆系统仿真模型。为了验证模型的正确性,将施工现场监测的输浆管道压力和流量数据与仿真模型的输出数据进行比较。结果表明：该仿真模型能够较为准确地模拟系统的动态曲线变化规律,压力及流量的平均相对误差分别为6.4%、7.6%,验证了模型的正确性。根据灌浆条件的变化,通过仿真模型分析,得到了不同的泵送频率、浆液黏度、管道长度等条件下的浆液管道内压力和流量特性的变化曲线。     

高升率液压脉冲系统机制分析与设计

为模拟航空作动器高压力、高升率工作环境进行脉冲试验,设计了T形波脉冲系统,系统采用压力传感器和电液伺服阀构成闭环控制,通过控制经伺服比例阀流入非对称增压缸低压腔的流量建压。在建立蓄能器、电液伺服阀及增压缸-被试工装件的压力-流量数学模型的基础上,基于AMESim搭建仿真模型,对比分析不同工装件容积、脉冲升率对系统动态性能的影响。仿真结果表明,系统主要由蓄能器提供瞬时流量快速建压,释放能量后,液压泵需要在一个周期内为蓄能器补充0.25 L液压油;为保证压力升率,系统最低流通能力为250 L/min。依据仿真结果选择系统关键元器件搭建脉冲试验台,试验台实现峰值压力42 MPa、升率1 100 MPa/s的T形波,并稳定持续20万次脉冲,验证了仿真分析的正确性。     

刹车系统中射流管式电液压力伺服阀的AMESim仿真与试验研究

利用AMESim软件搭建了射流管式电液压力伺服阀的数学模型,得到在刹车腔接和不接刹车盘时的压力特性曲线,并通过实验验证了仿真模型的有效性。在控制容腔很小时压力伺服阀阀芯运动具有高频振动的特点。同时得出刹车过程中压力特性曲线在起跳处和回落处压力变化的特点,它与刹车盘容腔体积、弹簧刚度和预紧力有关。     

线性摩擦焊机施力系统压力响应动态仿真

为研究线性摩擦焊机电液伺服施力系统对滑台压力的闭环控制特性,根据输入输出各变量之间的关系推导出电液伺服施力系统相对于压力信号的闭环传递函数,再根据该数学模型建立起系统的仿真模型并实施仿真.为验证建模与仿真的可信度,对电液伺服施力系统进行了闭环控制下的压力频率特性试验,并重点分析了系统压力对压力闭环响应特性的影响.结果表明,数值仿真与试验结果基本吻合;电液伺服施力系统相对于闭环压力为二阶惯性加一阶微分环节,系统工作频宽较大,稳定性较好;提高系统压力可改善压力闭环动态响应特性.

Abstract：

In order to study the closed-loop control qualities of the electro-hydraulic servo load system of the linear friction welding machine on the slipway pressure, closed-loop transfer function of the pressure for the electro-hydraulic servo load system was established according to the relationship between input and output variables, a simulation model was established according to the transfer function and the simulation was carried out. In order to validate reliability of the simulation result, a frequency characteristics experiment of pressure was implemented under closed-loop control, and the system pressure's affect on the pressure's closed-loop response characteristics was specially analyzed. The results show as follows, the emulational and experimental results are anastomosing; the electro-hydraulic servo load system is a second-order inertial & first-order differential link for closed-loop pressure control, the system frequency width is large, and the system stability is high; pressure s closed-loop dynamic response characteristics can be improved by promoting the system pressure.     

低压透平电液调节系统的建模及仿真研究

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。     

基于伺服泵阀协控技术的智能预应力张拉设备的研制

研发的基于伺服泵阀协控技术的智能预应力张拉设备,把梁场预应力梁的张拉、数据传输、监控、管理等一系列功能紧密结合起来。采用自主知识产权的电液伺服控制技术对系统进行压力和流量的伺服控制,能实现恒速加压、恒速卸压、分级保压等功能。采用伺服电机作为动力源实现了伺服电机对油泵的稳定控制,解决了原先变频电机控制时由于低速扭矩小无法实现高压时低速控制的缺点。     

基于预测控制器的电液伺服系统节能方法研究

设计基于预测控制器的电液伺服系统节能方法,以控制电液伺服系统准确追踪期望位置的同时,达到节能的效果。从电液伺服系统的原理出发,分析电液伺服系统的工作原理及结构组成。利用比例方向控制阀阀芯位移,计算出液压缸腔室与油箱压力及供给压力间的压差值。利用活塞位移求取腔室内的压力连续性方程。在考虑比例方向控制阀阻尼系数的基础上,建立其对应的运动方程。利用比例溢流阀的开度,求取其动态方程。通过腔室压力值、比例溢流阀的开度,建立电液伺服系统的状态模型。以期望位置为依据,计算出腔室内压力的期望值,进而求取所需供给压力。利用所需供给压力,构造预测控制器,对电机的转速进行预测控制,以达到动态调节供给压力的效果,实现节能控制。实验结果表明：与采用滑模控制的恒压方法相比,该方法对正弦及随机期望位置的追踪精度分别提高了44.93%和39.98%,对应的能耗分别降低了13.45%和10.54%。 该方法对电液伺服系统的位置控制效果及节能控制效果都较好     

大型履带起重机起升机构闭式液压集中式补油系统研究

以4000 t级大型履带起重机主起升机构闭式液压系统为研究对象,建立基于MATLAB的系统发热数学模型。分析不同系统工作压力以及输入转速下,集中式补油系统的参数设置。确定最大系统工作压力下,集中式补油系统的排量与冲洗阀的匹配关系。比较定量集中式补油系统与变量集中式补油系统对系统低压腔压力以及系统油温的影响,为后续集中式补油系统的参数设置与选型提供理论依据。     

径向锻造油压机电液伺服控制系统建模与仿真

分析了径向锻造油压机主缸运动电液伺服控制原理;在建立电液伺服系统各元件、子系统数学模型的基础上,借助AMESim软件搭建了电液伺服系统的仿真模型;研究了反馈方式、回程压力、建压时间和加载频次对主缸运动精确性和快速性的影响。研究结果表明:与主缸位置反馈相比,伺服缸位置反馈时系统运行更加平稳;为保证系统的响应速度和主缸对伺服缸的跟随性,合理的回程压力为3~12 MPa;为保证系统的快速性、精确性及系统的经济性,尽量减少建压时间;主缸供液高压油液体积50000 mL时,伺服缸时间滞后0. 03 s,主缸对伺服缸跟随滞后0. 01 s;系统流量确定时,锻造频次增加使得锻造行程减小,控制精度降低,系统响应滞后。     

抗偏载静压卧式伺服缸同步控制系统仿真研究

针对非对称静压支承抗偏载卧式重载伺服缸结构,在定压供油的情况下,为实现对上、下油垫油膜厚度的控制,通过建立该结构伺服缸的流量连续性方程以及活塞杆动力学方程,推导出上、下油膜厚度的传递函数,设计了位置伺服同步控制系统,并且对该控制系统存在的耦合关系进行了解耦运算,运用李雅普诺夫第二法进行了稳定性分析。利用MATLAB/Simulink搭建控制系统仿真模型,分别给系统输入正弦、阶跃、随机3种负载信号进行仿真,结果表明:在随机信号干扰下,控制系统同步性能最快,稳定性最好。验证了该控制系统的可靠性与稳定性,实现了对油膜厚度的精准控制,保证了伺服缸在运行过程中,活塞杆时刻对中,改善了伺服缸的密封性能,克服了偏载造成的不利影响。     

油液压缩性对电液比例压力控制特性影响仿真研究北大核心

油液可压缩性是液压系统建模与分析的一个重要参数,对液压控制系统的动态响应特性影响较大。在分析电液比例压力控制系统的基础上,引入油液压缩性,建立相应的数学模型;利用AMESim建立其仿真模型。仿真结果表明:油液压缩性对电液比例溢流阀和电液比例压力控制系统静态特性影响较小;对电液比例溢流阀和电液比例压力控制系统的动态特性影响较大。仿真结果为电液比例压力控制系统设计提供了理论支撑。