三类伺服阀控制电液负载模拟器的研究

建立了三类伺服阀(流量伺服阀、压力伺服阀、流量-压力伺服阀)控制的电液负载模拟器数学模型,分析了它们加载和克服多余力矩的机理,并进行了仿真和实验研究,为设计和选用被动式电液伺服加载系统中的伺服阀,更好地克服多余力矩以提高系统性能提供了依据。     

《极端环境下的电液伺服控制理论及应用技术》

本书主要涉及作者多年来所从事的飞行器和重大装备电气液伺服控制基础理论和应用技术的最新研究成果。内容包括：飞行器和重大装备的极限环境,如极端温度（极端高温、极端低温）、振动、冲击和离心加速度;航空液压油、航天煤油、生物质能油电液伺服机构;流体伺服控制元器件,如电液伺服阀、喷嘴挡板阀、射流管伺服阀、气动伺服阀、电液伺服作动器的基本原理;电液伺服控制理论;极端温度下的电液伺服阀基础理论和流场;振动、冲击环境下电液伺服阀基础理论和分析实例;离心加速度环境下电液伺服阀数学模型和分析实例;电液伺服阀优化设计方法;带补偿节流器的电液伺服阀新结构.     

引入反馈杆动刚度的电液伺服阀动力稳定性研究

电液伺服阀是电液伺服系统的核心控制元件,其性能的优劣直接影响电液伺服系统的应用;该文通过建立电液伺服阀各环节的数学模型,获得电液伺服阀系统传递函数关系,引入基于反馈杆的动刚度表达式,应用模态截断理论,分析了不同模态叠加过程对整个闭环系统稳定性的影响.这些研究工作将对电液伺服阀结构优化设计有一定的指导意义.在理论仿真的基础上,比对某型号电液伺服阀的试验测量结果,表明电液伺服阀存在高频失稳现象,这与理论分析结果呈现一致的规律,为解决电液伺服阀的高频失稳问题提供了技术方案,提供工程设计应用参考.     

电液伺服阀动特性的辨识

文章对于用传统的正弦信号输入法对电液伺服阀进行辨识的理论和实践过程进行了探讨。确定了试验方法并编制了确定电液伺服阀数学模型的电子计算机拟合程序。通过辨识,对一般力反馈型两级电液伺服阀的较合适的数学模型也进行了某些探讨。     

直接驱动式电液压力伺服阀的特性研究

直接驱动式电液压力伺服阀具有体积小,重量轻,抗污染能力强,性能好等优点,通常用于飞机刹车系统,且广泛应用于航空航天领域.本文主要研究了直接驱动式电液压力伺服阀的静动态特性,建立了直接驱动式电液压力伺服阀控制系统的数学模型和仿真框图,并进行了相关的试验研究和结果分析.     

电液伺服阀的FMEA分析

电液伺服阀是电液伺服系统的核心元件,它的失效模式与其设计和使用条件直接相关。本文就YF-17电液流量伺服阀进行FMEA分析,为伺服阀的设计、预防失效、故障诊断及可维修性分析等提供依据。     

SFF-10电液伺服阀的设计

以某型号电液伺服阀为参照,设计了SFF-10电液伺服阀。叙述了SFF-10电液伺服阀的作用、组成以及工作原理;通过对比分析电液伺服阀的几种类型,确定了双喷嘴挡板式电液伺服阀设计方案、采用Excel软件对电液伺服阀的阀套与阀芯、喷嘴组件以及衔铁组件进行了设计计算。通过建模仿真验证了本设计满足设计要求。     

汽轮机电液控制系统中两种常用电液伺服阀的分析比较

电液伺服阀是汽轮机电液调节系统（即气轮机电液）中的关键部件，其工作可靠性直接影响到机组的安全稳定运行。本文分析比较了喷嘴挡板式和直动式两种常用电液伺服阀各自的性能和特点，表明新型的DDV电液伺服阀简化了结构，提高了可靠性和对油质的抗污染性，具有更广阔的运用前景。     

电液伺服技术的最新成果：压电元件驱动的超高速电液伺服阀

工程应用中常需用超高速电液伺服阀。目前的高速电液伺服阀频宽一般为400Hz左右,远远不能满足需要。如何进一步提高电液伺服阀的频宽是液压技术发展中的一个难题。介绍了日本东京工业大学研制的用压电元件驱动的超高速电液伺服阀,该电液伺服阀频宽高达5kHz,使电液伺服技术的频宽跃上了一个新的台阶,国际液压界为之瞩目。     

电液比例阀与电液伺服阀性能比较及前景展望

电液比例阀以及电液伺服阀分别是电液比例系统以及电液伺服系统中的重要元件,比例阀以及伺服阀的发展状况从一定意义上说说明了比例技术以及伺服技术的发展状况.本文中以电液比例换向阀和电液伺服阀为例详细介绍了其工作原理,并从性能、方展前景等方面分别对两类阀进行了阐述,使我们对其有了更深刻的认识.     

光电编码器误差检测转台的动态精度标定

由于光电编码器动态检测转台的分辨率、精度和转速都比较高,传统检测手段很难精确标定该类转台的动态精度,故本文开展了转台动态精度标定方法的研究。首先,分析动态转台工作原理,指出了影响转台动态精度的主要因素。然后,研究了动态误差的主要特性,提出了一种基于动态重复性的转台动态精度标定方法。最后,设计了FPGA+USB的数据采集电路,实现了对转台动态精度的标定。对自行研制的转台进行了动态精度标定。标定结果显示:提出的动态精度标定方法能够实现对转台的标定,验证了该转台能够实现对被检编码器的动态检测,解决了研制动态转台时缺少动态检测精度标定方法的难题。     

250 t高速动平衡机摆架的动刚度分析

高速动平衡机摆架的动力学性能直接影响动平衡试验的准确性及安全性。采用三维有限元法建立某公司250 t高速动平衡机摆架的计算模型,并对其动刚度进行计算分析,且与试验值进行比较。在此基础上计算4种主刚度杆改进方案下摆架的动刚度特性,分析主刚度杆的刚度对高速动平衡机摆架的动刚度曲线的影响。结果表明,计算所得摆架的动刚度曲线与实测值吻合较好,该计算模型接近实际情况。主刚度杆的结构尺寸及材料的弹性模量的增大均会使摆架的动刚度增大,适当地改变主刚度杆的结构尺寸及材料特性,可使高速动平衡机摆架满足大质量转子的高速动平衡试验要求。通过主刚度杆的改进并不能使摆架的动刚度随转速变化的曲线趋于平缓。     

杆式风洞应变天平动态实验、建模与补偿

杆式应变天平是一种6维力传感器,在风洞实验中测量飞行器模型所受的各个方向的力和力矩.但是,其动态响应的超调量大,调节时间长,即动态性能差,无法满足动态测试的要求.为此,设计了应变天平动态标定装置,进行动态标定实验;基于实验数据建立应变天平的动态数学模型,给出性能指标;研制基于DSP的动态校正系统,实现对应变天平6路输出信号的动态补偿,以加快应变天平的动态响应.所建的模型和所研制的系统得到实验结果的验证.     

Comprehensive analysis of the influence of structural and dynamic parameters on the accuracy of nano-precision positioning stages

Nano-precision positioning stages are characterized by rigid-flexible coupling systems. The complex dynamic characteristics of mechanical structure of a stage, which are determined by structural and dynamic parameters, exert a serious influence on the accuracy of its motion and measurement. Systematic evaluation of such influence is essential for the design and improvement of stages. A systematic approach to modeling the dynamic accuracy of a nano-precision positioning stage is developed in this work by integrating a multi-rigid-body dynamic model of the mechanical system and measurement system models. The influence of structural and dynamic parameters, including aerostatic bearing configurations, motion plane errors, foundation vibrations, and positions of the acting points of driving forces, on dynamic accuracy is investigated by adopting the H-type configured stage as an example. The approach is programmed and integrated into a software framework that supports the dynamic design of nano-precision positioning stages. The software framework is then applied to the design of a nano-precision positioning stage used in a packaging lithography machine.     

构件等效动态的强度试验

基于构件的动态冲击试验和相应的静态试验,以动静态试验的响应近似等效为原则,提出了以静态试验代替动态试验的等效动态强度试验方法。以两端固支圆管构件为例,首先对构件进行动态冲击试验和相应的静态试验,并建立相应的有限元分析模型;基于试验数据,修正相关的有限元仿真模型;通过正交试验设计,基于动静态试验的响应近似等效原则,提出了动静态试验输入之间的关系模型;并通过追加试验,分析了用静态试验强度预测动态冲击试验强度的误差。提出的方法可对承受动态冲击载荷的构件在初步设计阶段,利用简单的静态试验强度快速判断设计方案是否满足动态冲击设计要求。     

复合型流量计的测量模型

在无载液压缸动态特性良好的基础上,将其与伺服电机控制的计量泵并联连接,设计一种复合型动态流量计,可实现对连续偏置的动态流量精确测量。计量泵调节无载液压缸的活塞位置的同时测量偏置稳态流量,无载液压缸测量高频的动态流量,解决了无载液压缸的行程受限问题。结合复合型动态流量计的结构特性,提出了一种新的泵控缸动平衡控制方案来调节液压缸的活塞位置,提高了活塞的控制和响应速度;同时针对流量测量中的流体泄漏建立流量泄漏补偿模型,使动态流量的测量更精确。搭建实验系统,利用LabVIEW编写实验程序,结合涡轮流量计进行稳态流量测量校准。实验结果表明:复合型流量计方案可行,在稳态流量的测量中可以实现高精度的测量,在动态流量测量中,动态性能良好。     

Tracking control of an underactuated ship by modified dynamic inversion

The tracking control problem of an underactuated ship is investigated. We intend to use the underactuated ship as an example to extend the traditional dynamic inversion control method to underactuated systems. The difficulty lies in the fact that the system has no relative degree, which prevents the application of standard dynamic inversion. Three modified dynamic inversion methods are proposed that are applicable to this system. The first is the well-known dynamic extension-based dynamic inversion (DEDI), which treats an input as a state and takes dynamic extension to achieve a relative degree. The second is virtual input-based dynamic inversion (VIDI), which treats a state as a virtual input to achieve a relative degree. The third is output redefinition-based dynamic inversion (ORDI), which selects a particular variable as a new output to achieve a relative degree. The three methods are generalizations of dynamic inversion control and remove some of its inherent limitations, making it applicable to a wide variety of underactuated systems. The effectiveness of the proposed methods is verified by numerical simulations.     

滚珠丝杠-螺母副结合部轴向动态特性参数测试与分析

为了获得滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态特性参数,建立了滚珠丝杠-螺母副滚动结合面轴向动力学参数识别模型并研发了测试平台,分析了不同丝杠结构尺寸参数对丝杠轴向动态刚度的影响规律。实验结果表明,丝杠直径、导程、螺旋升角、工作圈数的增大均可提高其轴向动态刚度,而丝杠装配过程中的预拉伸所产生的轴向应变量会减小丝杠结合面轴向动态刚度。最后建立了滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态刚度神经网络预测模型,预测结果表明计算刚度与实测值相差不超过8%。     

Effect of moisture absorption on damping and dynamic stiffness of carbon fiber/epoxy composites

In this paper, the damping and dynamic stiffness of UHN125C carbon fiber/epoxy composite beam was experimentally measured. The effect of fiber orientation angle and stacking sequences on damping, resonance frequency, and dynamic stiffness was discussed with a focus on the effect of moisture absorption. Dried specimens were immersed in distilled water for a certain period to absorb water for 8, 16, and 24 d, respectively, and the moisture content absorbed in the specimen was measured. Furthermore, using the impact hammer technique, the measurements of dynamic responses were conducted on a cantilever beam specimen with one end clamped by bolts and metal plates. The damping properties in terms of loss factor were approximated by half-power bandwidth technique. The dynamic stiffness was evaluated using resonance frequency as a function of moisture content. The damping increased with the increase of moisture content; however, the dynamic stiffness reduced with the reduction of resonance frequency. The results of the dynamic stiffness were aided by measuring the dynamic strain using DBU-120A strain-indicating software. The increment in the dynamic strain strengthened the results obtained for dynamic stiffness.     

虚拟生产系统的自适应动态调度机理及算法

为解决动态制造环境下虚拟生产系统的动态调度问题,提出了一种基于事件驱动的自适应动态调度方法。在该方法中,自适应动态调度机理首先通过检测获得虚拟生产系统所面临的动态事件,进而分析动态事件对调度产生的局部影响,并制定相应的自适应措施和规则,然后在自适应规则的指导下,采用改进的启发式受影响操作重调度算法作为自适应动态调度的算法,来确定调度中的受影响操作并对其做出相应的局部调整,从而以一种自适应的方式快速而平稳地完成虚拟生产系统的动态调度。最后,通过与一种典型的整体重调度方法（基于多智能体的调度方法）的比较,验证了该方法的可行性和有效性。