车用音圈式比例减压阀试验研究

建立了音圈电机的数学模型，结合实验测试，对车用音圈式比例减压阀的阶跃响应和频率响应特性进行了研究。结果表明：音圈式比例减压阀阶跃响应速度明显快于传统比例减压阀，阶跃上升阶段时间缩短53.3%，下降阶段时间缩短85%；音圈式比例减压阀的频率特性也优于传统比例减压阀，其压力能够很好的跟随电流且在5 Hz以下的低频区相位滞后较不明显，而传统比例减压阀存在30°的滞后。音圈式比例减压阀可以提高车辆电液系统压力控制精度。     

比例电磁铁推拉储能式PWM功放电路

针对传统脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)功放电路难以满足大功率高频响比例电磁铁线圈快速充放电要求的问题,提出一种基于推拉储能原理的PWM功放电路。在比例电磁铁功放电路中设置储能模块,当线圈需要快速充电时,储能模块释放能量,补充供电电源电流输出;当线圈需要快速放电时,储能模块充电吸收能量,从而缩短线圈的充放电时间。针对功率79 W、额定电流3.3 A的某比例电磁铁线圈进行仿真分析和实验,研究表明:相比传统的反接卸荷式功放电路,该推拉储能式PWM功放电路充电时间缩短24%,放电时间缩短45%,显著提高了大功率比例电磁铁的响应速度。     

Halbach阵列磁弹簧减压阀特性研究

为改善传统减压阀中机械弹簧应力松弛和疲劳断裂等问题,提出一种基于Halbach阵列磁弹簧的直动式减压阀。利用Maxwell对Halbach阵列磁弹簧进行磁力仿真,设计出满足减压阀性能要求且铁磁耗材较低的Halbach阵列。利用AMESim软件仿真分析静态压力-流量特性与动态阶跃响应特性对Halbach阵列磁弹簧减压阀与机械弹簧直动式减压阀的影响规律。结果表明：相较于同规格机械弹簧直动式减压阀,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力-流量曲线更平缓,即入口流量相同的情况下,磁弹簧减压阀压力损失更小,稳压精度更高;当进出口压差为2.5 MPa时,响应速度接近,当进出口压差提升至4.5 MPa时,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力脉冲较小,即超调量较小,响应速度略有提高。     

带位置反馈的数字式比例方向阀放大器研究

针对比例控制放大器的发展现状以及比例方向阀的控制需求,对数字式比例方向阀放大器控制原理进行了分析,建立了比例方向阀控制系统的数学模型,提出了一种基于ARM7微控制器和反接卸荷式功率驱动电路的数字式比例放大器。借助Visual C++和ADS1.2集成开发环境,对比例放大器软件系统进行了开发,设计了上位机人机界面,实现了对比例方向阀的程序控制和闭环控制。对比例放大器各环PID参数进行了整定,利用电液比例实验与调试平台对比例方向阀系统阶跃响应和正弦波信号响应进行了测试实验。实验结果表明,系统阶跃响应调整时间较短,响应频宽较大,表现出了良好的稳定性和动态性能。     

规则控制与行驶工况相结合的现代有轨电车能量管理策略

规则控制具有鲁棒性强、灵活性高等显著优势,逐渐成为优化储能式现代有轨电车能量管理性能的经典方法,但也同时面临过于依赖专家经验与工况适应性差的问题。为此针对有轨电车用锂电池/超级电容混合储能系统,在传统模糊逻辑控制的输入中同时引入道路坡度和运行速度,提出一种动态功率分配新方法。依据行驶工况制定隶属度函数与论域,调整超级电容高功率密度响应时刻,优化列车动力性能;采用粒子群算法对模糊控制规则权重寻优,在保证列车功率需求的同时降低锂电池峰值电流,延长储能系统使用寿命;并将所提策略应用到北京现代有轨电车西郊线路数据的算例对比验证中。结果表明,融合行驶工况信息的模糊控制相较于传统模糊控制实现了在功率分配、锂电池和超级电容荷电状态偏移范围、锂电池运行应力及储能系统整体效率方面的多重最优,且再生制动能量回收率有显著改善;通过粒子群算法对规则权重寻优相较于传统固定权重方案使锂电池峰值电流降低31.02%,列车续驶里程提升了22.45%,且算法在迭代7次以内能够找到全局最优解,运算速度快,易于实现。     

电驱高压气动减压阀动态特性仿真研究

设计了一种电驱高压气动减压阀,采用直流电机驱动活塞直动式减压阀,通过调节直流电机的转动角度来控制减压阀的出口压力。减压阀的调压性能受到直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积的影响。为此,建立电驱高压气动减压阀的数学模型,基于MATLAB/Simulink搭建电驱高压气动减压阀的仿真模型,分析直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积对其出口压力的影响,得出电驱高压气动减压阀合理的设计参数,最后对其进行阶跃响应与正弦响应仿真分析。结果表明,电驱高压气动减压阀具有良好的调压精度和动态特性,对同类型气动减压阀的结构设计和优化以及控制特性的改善具有一定的指导意义。     

用于动态热管理的低介入式热流传感器响应特性试验研究

实现电子器件节能、快速动态热管理需要一种热阻小、响应速度快的低介入式热流传感器,为此在详细阐述一种新型低介入式热流传感器工作原理的基础上,针对其响应特性研究需求,搭建用于其稳态及动态特性测试的试验系统,并以此为平台完成低介入式热流传感器的输入-输出、温差迟滞等稳态特性测试,以及在热源阶跃功率下的动态响应特性研究,以HF...     

一种基于重复控制的无电解电容LED驱动电源

LED驱动电源大多使用了容量较大的电解电容作为储能滤波元件,然而其平均寿命远低于LED器件,限制了驱动电源的使用寿命和电源功率的进一步提升.针对该问题,设计了一种基于重复控制的无电解电容LED驱动电源,采用Boost功率因数校正电路,提高输入功率因数,此外,利用Buck/Boost变换器进行升压储能,并结合周期性重复控制算法,对储能实施调节,从而达到输入脉动功率与输出恒定功率之间的平衡,使负载LED获得恒定电流.由于没有采用大容量的电解电容,因而提高了LED驱动电源的使用寿命.最后,搭建了一套基于重复控制算法的无电解电容LED驱动电源,测得输入功率因数为0.97,恒定输出的电流纹波系数为3％.     

基于电流调制的电磁开关阀开关特性研究

电磁开关阀是阀控液压系统中重要的基础流控原件，其开关特性决定系统整体性能。传统驱动方式下，阀芯位移响应滞后于励磁驱动电流，阻碍频响的提高。提出通过建立位移反馈提升阀芯在阶跃励磁电流作用下的电磁力的响应特性，进而提升电磁阀位移频响的方法。对二位二通电磁开关阀建立了动力学与电磁学方程，搭建了阀芯电磁-动力学关键参数测量装置。试验验证了试验装置可行性并获得了阀芯位移响应的开环传递函数。结合试验数据，在Simulink中搭建了反馈对电磁开关阀开关特性影响的验证系统。仿真结果表明，通过利用电磁阀位移反馈，阀芯位移对励磁线圈的阶跃响应改善显著，响应时间相比开环阀芯驱动缩短了近53%。     

TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配研究

在分析了机械-液压功率匹配系统原理的基础上，根据液压系统驱动力-速度曲线及参数，提出了适用于TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配的电液比例功率匹配系统，并给出了控制规律及程序流程图。试验与现场实践证明，该功率匹配系统满足运梁车驱动性能的要求，可提高运梁车的驱动性能，对其他大型行走工程机械也具有参考和借鉴作用。     

人类负重外骨骼结构驱动系统设计及研究

在分析人类负重外骨骼结构原理的基础上,针对其系统控制特点,设计了外骨骼结构液压驱动系统方案,并阐明其控制原理,建立了液压驱动系统数学模型。利用MATLAB/Simulink对其关节联动和行走性能进行仿真分析。搭建了实验平台,对其液压伺服控制和髋关节液压缸输出压力进行了实验研究。实验结果与仿真分析基本保持一致,其中髋关节液压缸阶跃响应时间约为480 ms,频率为1 Hz时其正弦跟踪误差最大为4°。实验证明：该液压驱动系统动作稳,响应快,可控性好。     

静液压驱动多功能工程车辆的电气控制方法研究

文章对某静液压驱动多功能工程车辆液压系统的工作原理，主要是液压先导控制方法进行了分析介绍，阐述了在该机上采用电液比例三通减压阀与手动减压式先导阀进行先导操作的异同点与相互兼容性，指出在实现电控比例先导操作的基础上，将拖缆式遥控技术与无线遥控技术引入该机的控制系统可以实现对整车遥控操作，以适应恶劣施工现场并提高作业精度。     

煤矿液压绞车电液比例闭环驱动系统设计与仿真分析

液压绞车广泛应用于煤矿运输与提升，传统的液压绞车采用手动开环控制，存在自动化水平不高、调速精度低、平稳性差等问题。采用电液比例控制技术改造液压绞车的主变量泵，设计了电液比例闭环驱动系统，建立了变量泵控液压马达的数学建模，并进行了模型简化和仿真分析。仿真结果表明，简化前后系统的阶跃响应基本一致，简化模型可以表示驱动系统的控制模型；采用电液比例闭环控制后，液压绞车具有较好的调速特性，速度跟踪精度高，且平稳性较好。对液压绞车的电液比例改造和提高自动化水平具有借鉴意义。     

基于AMESim新型先导式减压阀设计与性能分析

基于压电陶瓷材料特性设计了一种新型先导式减压阀。首先,阐述了新型先导式减压阀的结构和工作原理,然后基于所设计新型减压阀建立其三维模型,利用AMESim软件仿真分析其压力特性、流量特性以及阀的动态性能,并与传统的先导式减压阀进行比较。结果表明：新型先导式减压阀的压力特性、流量特性和动态性能良好,与传统先导式减压阀相比,提升了减压阀的灵敏性、稳定性与动作可靠性。     

液压驱动架空乘人装置调速系统的设计及仿真

液压闭式传动系统可以实现无级调速且调速范围宽,易于实现对架空乘人装置的平滑调速。针对液压驱动的煤矿架空乘人装置的调速系统方案进行了研究,分别使用减压阀、溢流阀和调速阀3种控制油路方案来调节变量泵的变量,从而控制油路压力,提出采用阻尼孔及蓄能器减小液压的冲击,实现软启动;利用AMESim软件对构建的液压驱动煤矿架空乘人装置系统响应性能进行了仿真,对比了采用不同元件参数、不同方案时调速系统的调速响应性能。仿真结果表明构建的调速系统具有良好的调速响应性能,且满足防爆要求。     

基于阀芯位移软测量的数字阀智能驱动方法研究

针对数字阀在目前驱动方法控制下存在动态响应慢、静态线性可控区间小、电能损耗较高等问题,提出一种基于阀芯位移软测量的数字阀智能驱动方法。建立数字阀机理模型,分析数字阀动态响应过程,得到驱动电压和阀入口压力是影响数字阀响应速度的关键参数;建立阀芯位移软测量模型,通过有限元仿真和试验修正温度对位移软测量模型的影响,精度达到92.04%;基于关键参数对数字阀动态响应的影响规律,提出一种智能驱动方法,阀芯位移软测量值作为多级工作阶段精准切换的条件,维持阶段驱动信号智能调节以适应压力的变化;搭建数字阀性能测试试验平台,验证智能驱动方法的有效性。结果表明,相较单电压驱动方法,智能驱动方法下阀芯启闭时间最高缩短43.9%,占空比-流量特性曲线线性区间最高提升20%,饱和区间均在10%以内,电能损耗降低66%。该智能驱动方法有效提高了数字阀的动静态特性,降低了线圈电能损耗。     

大惯量高频启停液压回转机构节能驱动技术综述

在许多机械装备中,大惯量高频启停回转机构中存在能量损耗大、资源利用率低及启制动性能差等问题,为此,对回收大惯量高频启停回转机构制动能量的节能驱动技术进行了综述。首先,介绍了传统液压驱动回转机构的工作原理,以及造成能量浪费的原因;然后,从液压式储能、电力式储能、电液式储能和机械式储能出发,分别介绍了国内外关于大惯量高频启停回转机构节能驱动技术的研究成果;最后,分析总结了这4种方式各自的优、缺点。研究结果表明：在现有节能系统中,通过增加相关储能元件来实现能量回收的技术存在一定的问题(比如元件本身存在能量消耗、增加的元件会增加系统复杂度、储能过程中能量转换过程也存在能量损失),因此,减小节能驱动系统中增加的元件数量、改进并提升元件性能、完善不同元件之间的匹配性是节能驱动技术的重点及难点;研制新型高效储能元件、实现大惯量高频启停回转机构节能驱动过程集成化、将智能算法与能量回收技术相结合是节能驱动技术未来的发展趋势。     

血清离心机驱动控制系统设计

主要针对血清离心机物质分离时要求稳速,介绍了其驱动控制系统的软硬件实现方法,首先简单阐述了血清离心机用无刷直流电机（BLDCM）控制系统结构,并重点介绍了驱动控制系统的驱动电路以及电流检测电路的硬件实现方法,其次介绍了电子换相、速度检测、闭环PID调节的软件设计方法,最后给出了实际运行的转速阶跃响应图。经反复试验表明,驱动控制系统速度响应快,稳速精度高,能很好地满足要求。     

直动式三通电液比例减压阀动态性能研究

建立了直动式三通电液比例减压阀传递函数,对不同出口容腔体积时的动态响应特性进行了试验,分析与试验表明合理设定出口容腔体积可使比例减压阀得到高的动态响应,为工程上需要高响应比例减压阀提供了设计依据。     

音圈致动快速反射镜的降阶自抗扰控制

为改善航空光电载荷用音圈致动快速反射镜的控制性能,提出一种降阶自抗扰控制方法。首先,对快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)模型进行了分析并获取了模型参数。根据自抗扰控制理论,设计了FSM的三阶通用自抗扰控制器。将电涡流传感器的测量结果视为已知,提出降阶扩张状态观测器及其对应的自抗扰控制器设计方法。根据控制器带宽设计思想,推导了对于FSM这类二阶欠阻尼对象的控制律,并给出了加入扰动补偿量的控制律的具体实现形式。实验结果表明,降阶自抗扰控制能明显改善FSM的位置阶跃响应动态性能,能实现无超调与振荡的阶跃响应,稳态时间由11.7 ms提升至9.2 ms,同时能够降低FSM对位置斜坡输入跟踪的稳态误差,并改善其速度响应动态过程,像移补偿稳速时间由10.2 ms提升至7.8 ms,提升约24%。降阶自抗扰控制具有实现简单、运算量小的特点,能够明显提升FSM的动态性能。