阀控液压缸动力机构通用非线性建模与试验验证

在分析阀控液压缸动力机构工作原理的基础上,应用流量和力平衡方程建立了阀控液压缸动力机构的非线性状态方程数学模型,并运用该模型分别对某六自由度实验平台的对称阀控制非对称缸电液伺服系统和某实际非对称阀控制非对称缸电液伺服系统的压力特性进行仿真分析,通过仿真和试验结果的对比,验证了所建阀控液压缸动力机构非线性状态方程数学模型的正确性。该数学模型具有通用性,可用于各类阀控液压缸系统的仿真、设计和控制策略等的理论研究。     

泵控式带钢纠偏伺服系统动态特性研究

常用的带钢纠偏系统为阀控缸电液伺服系统,存在维修成本高、系统发热量大、故障率高等问题。论文提出采用直驱式电液伺服系统代替带钢纠偏系统中的阀控式电液伺服系统,采用永磁式同步电动机代替电液伺服阀作为带钢纠偏控制系统的控制元件,设计出了永磁式同步电动机驱动定量泵直接控制液压缸的电液伺服控制系统,利用Matlab/Simulink仿真分析系统的稳定性和动态特性,结果表明,该系统满足带钢纠偏控制对稳定性、响应快速性的要求。     

水下金刚石绳锯机张紧力的液压伺服控制方案研究

该文通过对阀控非对称液压缸电液力伺服系统线性模型、滑阀的负载流量方程及液压缸活塞上的受力分析，确定了控制金刚石串珠绳张力的非对称液压缸传递函数和伺服系统传递函数。并对系统进行了校正处理，校正后的系统稳定，闭环阶跃响应速度和响应稳态误差均满足要求。因此从理论上分析，利用校正后的液压伺服系统能够对串珠绳的张肾力进行调整，使其始终能在最佳的状态下工作。水下金刚石绳锯机张肾力的液压伺服控制方案的确定，为该绳锯机的自动控制奠定了理论基础。     

基于遗传算法的电液伺服加载系统控制器优化

电液伺服加载系统是以阀控液压缸作为执行机构的力伺服系统,其控制器参数的选取直接影响电液伺服加载系统的性能。建立了电液伺服加载系统AMESim仿真模型,对系统阶跃响应进行研究,分析了控制器参数对系统动态特性的影响。构造了优化电液伺服加载系统控制器参数的目标函数,运用遗传算法对系统控制器参数进行优化设计。仿真结果表明:利用经遗传算法优化后的控制器参数,大大提高了电液伺服加载系统的响应速度和控制精度。     

电液伺服系统位置-压力主从控制方法研究

基于主从控制理论提出一种新的阀控缸电液系统位置和压力主从控制方法。建立阀控缸系统位置传递函数后,将液压缸两腔的压力动态变化信号应用位置-压力转换公式转换为位置信号,再将转换的位置信号叠加到电液伺服系统的主位置闭环内,以实现阀控缸系统位置和压力的主从控制。通过在MATLAB/Simulink中搭建的仿真模型,仿真分析该方法的控制效果,结果表明该控制方法正确可行。通过分析现场样机矫直钢板时液压缸的位置和压力信号,证明电液伺服系统位置-压力主从控制方法可以实现位置、压力不同变量的在线主从控制,提高了系统的响应速度和控制精度,为其他电液伺服系统的设计研究提供理论基础。     

挖掘机工作装置液压系统建模与参数估计

首先介绍了试验挖掘机机器人改造后的电液比例系统。而后结合所采用的LUDV系统(load independent flowdistribution system)的特点,以动臂装置液压系统为例,从电液比例阀的动态特性,液压系统的流量方程、连续性方程及力平衡方程入手,给出了电液比例系统的数学模型;在此基础上,根据试验结果对电液比例模型进一步进行简化,并利用相关的试验对模型进行了验证。通过对挖掘机动臂装置的结构和受力分析,导出了模型中液压缸等效质量(M)、液压缸负载力(Fl)等参数的估算方法和公式;通过试验辨识的方法确定阀的流量增益系数(Kq)取值范围。     

下肢负重外骨骼机械设计及分析

设计了一种可穿戴式的下肢负重外骨骼机器人,它能够为帮助人们助力,助行。介绍了人体各个关节转动需要的自由度。对外骨骼的各个关节进行分析、设计。设计了液压伺服系统,计算了液压缸上需要力的大小。为了验证模型的可行性,将样机穿戴在人体模型上,导入到ADAMS中进行动力学仿真,得到各个关节的转动情况,证明机构的可行性。     

外骨骼负重机器人液压缸的设计

首先介绍了外骨骼负重机器人的基本组成和工作原理.然后利用动力学仿真软件ADAMS建立外骨骼机器人的虚拟样机,并进行动力学仿真,获得了行走过程中膝关节的驱动力矩.最后根据仿真结果对外骨骼负重机器人驱动系统的驱动器液压缸进行设计.     

可穿戴型下肢外骨骼助力机器人设计与研究

为拓展人体下肢关节机能,完成特定环境下的人机协同作业任务,介绍了一种可穿戴型下肢外骨骼助力机器人。在研究人体行走特点和下肢助力需求基础上,实现了外骨骼的机械结构设计与建模计算,针对外骨骼作业特点设计了电液伺服助力系统;通过虚拟样机运动仿真与外骨骼行走实验,匹配了驱动器与外骨骼的运动范围并优化,通过外骨骼辅助人体辅助站立实验验证了外骨骼与人体下肢运动范围匹配性及助力效果等,实验结果表明外骨骼助力机器人设计可行。     

基于功率键合图和Simulink的电液比例阀控液压系统的建模与仿真

预应力张拉液压系统采用的是电液比例阀反馈闭环控制系统,该系统的核心元件就是电液比例溢流阀,将电液比例溢流阀和液压缸负载组成流量-压力控制系统,阀控系统动态特性的好坏对预应力电液比例压力控制系统具有重要的影响。对阀控系统建立了简化的数学模型,并且利用MATLAB/Simulink软件对阀控液压缸系统进行建模仿真,分析系统的动态特性,以便对系统进一步优化分析,仿真分析结果表明,电液比例阀控液压系统能够为系统提供恒定的压力输出。     

基于Simulink的电液伺服系统研究和故障分析

对典型阀控缸电液伺服系统的结构组成、动力传递关系、动态特性进行了研究,建立了该系统非线性状态空间模型。利用MATLAB中的Simulink建模工具对典型阀控缸系统建模,分析了控制参数对输出特性的影响。针对电液伺服系统实践中经常出现的故障模式,选择两种典型的故障:液压缸内泄露,系统油液混入空气,并通过改变系统参数的方法对故障进行模拟。     

矿用外骨骼机器人的驱动系统设计及研究

在分析矿用外骨骼机器人结构设计的基础上,针对其系统控制特点,设计出矿用外骨骼机器人的驱动方案,并阐明其驱动原理。建立外骨骼三维模型,在ADAMS/AMESim中完成外骨骼行走性能仿真。进行穿戴实验,对外骨骼小腿液压缸的输出压力和外骨骼机器人与人腿动作响应情况进行了研究。实验结果与仿真分析基本一致,其中小腿液压缸的实际最大输出压力为4.92 MPa,外骨骼机器人与人腿的响应误差最大值为2.2°。实验证明,该驱动系统动作稳定,响应较快。该研究为进一步优化矿用外骨骼机器人驱动系统提供了参考。     

基于xPC技术的液压伺服系统模型辨识研究

利用xPC技术建立了阀控缸实时电液伺服控制系统。为了获得系统准确的数学模型,文章借助于xPC实时系统的半实物仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行了系统模型辨识实验研究。通过改变工况以及设计控制器进行辨识模型的数字仿真和半物理仿真,验证了该辨识模型的准确性。该研究对电液伺服系统建模及控制系统设计具有参考价值。     

电液伺服系统建模及其主要元件故障仿真分析

电液伺服系统的故障机理复杂,若发生故障,要准确查找出系统引起的故障原因有相当的难度。通过仿真软件AMESim采取自下而上的建模方法对阀控非对称液压缸电液位置伺服系统进行建模,将故障参数移入仿真模型进行故障仿真,AMESim自动计算出系统主要元件的仿真曲线。仿真结果表明,采用AMESim可实现对实际的电液伺服系统主要元件的故障模拟化,获得故障曲线图,并且仿真结果对故障监测与诊断以及液压产品升级改造具有一定的参考价值。     

阀控对称液压缸电液位置伺服系统设计与故障模拟

阀控对称液压缸电液位置伺服系统具有精度高、响应速度快等优点,一旦出现故障,难以定位其故障机理,且这对系统的正常运行造成极大影响。采用底层模块到高层模块的建模方式,基于软件AMESim进行阀控对称液压缸电液位置伺服系统模型设计。在模拟系统中设置好相关故障参数,该软件可得出系统关键控制部件的模拟仿真结果。分析表明,采用AMESim可模拟实际的阀控对称液压缸电液位置伺服系统故障,能得到相关主要的故障数据,模拟研究可减少了硬件条件下的实验的时间,提高监测故障经济性及诊断效率。     

电液位置伺服系统无静差跟踪控制研究

针对周期性、多频扰动的电液阀控摆动液压缸伺服系统,设计了一种内模控制器,以取代常规的比例积分微分调节器。对模型准确和有误差的两种情况进行了仿真和实验,表明有内模无静差跟踪控制器使电液阀控摆动液压缸系统能输出准确地跟踪参考输入,有效地消除了外干扰带来的误差,实现了无静差跟踪。该系统对设计时的建模误差和外界干扰都具有较强的鲁棒性。     

负重外骨骼机器人液压驱动系统的初步设计

该文首先介绍了负重外骨骼机器人的工作原理及其液压系统的组成,并在此基础上初步设计了液压系统的原理图.借助动力学仿真软件ADAMS,对负重外骨骼机器人进行了运动学动力学仿真,然后根据仿真结果重点确定了液压缸的关键技术参数,为液压缸元件的选型提供了依据,而且还为负重外骨骼机器人人机协调性控制研究奠定了可靠的理论基础.     

电液谐振疲劳试验新方法

研究2D高频转阀控制液压缸实现谐振疲劳试验新方法。提出2D高频转阀控制单出杆液压缸谐振疲劳试验方案,2D高频转阀阀芯可以双自由度运动,阀芯旋转运动可以控制系统激振频率,阀芯轴向滑动可以控制系统输出载荷力幅值,液压缸无杆腔初始容积变化可以控制系统谐振频率。建立2D高频转阀、单出杆液压缸和阀控缸系统的数学模型,建立阀控缸系统的Simulink非线性仿真模型,仿真研究液压缸无杆腔定初始容积时阻尼对系统输出载荷力幅频特性、相频特性和系统流量的影响,及谐振工况时载荷力波形失真度和载荷力幅值控制方法。试验结果验证了电液谐振疲劳试验新方法的可行性。该方案能有效提高电液疲劳试验的谐振频率,拓展电液高频疲劳试验机在工程领域的应用范围。     

下肢外骨骼助力机器人关节驱动设计及试验分析

针对人体下肢关节特点与助行要求,设计了外骨骼机器人关节结构;通过ADAMS软件仿真,分析了外骨骼机器人水平助行过程中关节功率配置需求,根据关节需求设计了外骨骼电液伺服驱动系统;为满足外骨骼机器人对人体下肢关节助力及柔顺性要求,提出了基于关节误差估计的PID控制方法。详细介绍了外骨骼机器人下肢关节结构的运动形式与技术参数,优化配置了关节结构的运动范围与驱动行程,对该机器人进行了运动学分析并通过外骨骼的典型动作进行验证;划分了外骨骼助行过程中步态与关节驱动映射,给出误差估计与补偿PID控制的具体参数;分别从关节跟踪与助力功率的角度,量化分析、对比了基于关节误差估计与常规PID两种控制方法的助力指标参数。试验结果表明,所设计外骨骼关节与驱动系统可实现穿戴者助力行走;对比常规PID控制,抑制了关节驱动控制输出区间的不连续,改善了关节跟踪误差,提升了助力效果与柔顺性。     

基于BP网络规则PID控制的液压系统仿真与研究

针对阀控非对称液压缸压力控制系统,建立其数学模型,并提出基于BP神经网络规则PID的控制策略,通过MATLAB/Simulink仿真结果验证了该控制策略能够实现电液伺服系统的良好控制.