伺服泵的电动变量机构

针对一体化电动静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)中电动机转速与泵排量双变量控制的需要,设计了一种电动变量伺服泵,利用电动变量机构来改变泵的排量,取代传统伺服变量泵中的液压伺服机构。对变量泵变量机构驱动力矩进行了分析计算,选用直流伺服电动机作为变量机构执行单元,通过减速机构和扇形齿轮直接驱动斜盘的摆动轴,改变斜盘倾角从而实现变排量,并设计了基于DSP的数字伺服控制器。建立其数学模型, 进行了仿真分析,仿真结果表明伺服泵输出排量可实现无超调的快速调节,调节时间和小信号下的频响均达到了设计要求。     

Parameter tuning method for dither compensation of a pneumatic proportional valve with friction

In the practical application of pneumatic control devices, the nonlinearity of a pneumatic control valve become the main factor affecting the control effect, which comes mainly from the dynamic friction force. The dynamic friction inside the valve may cause hysteresis and a dead zone. In this paper, a dither compensation mechanism is proposed to reduce negative effects on the basis of analyzing the mechanism of friction force. The specific dither signal (using a sinusoidal signal) was superimposed on the control signal of the valve. Based on the relationship between the parameters of the dither signal and the inherent characteristics of the proportional servo valve, a parameter tuning method was proposed, which uses a displacement sensor to measure the maximum static friction inside the valve. According to the experimental results, the proper amplitude ranges are determined for different pressures. In order to get the optimal parameters of the dither signal, some dither compensation experiments have been carried out on different signal amplitude and gas pressure conditions. Optimal parameters are determined under two kinds of pressure conditions. Using tuning parameters the valve spool displacement experiment has been taken. From the experiment results, hysteresis of the proportional servo valve is significantly reduced. And through simulation and experiments, the cut-off frequency of the proportional valve has also been widened. Therefore after adding the dither signal, the static and dynamic characteristics of the proportional valve are both improved to a certain degree. This research proposes a parameter tuning method of dither signal, and the validity of the method is verified experimentally.     

直动式压电气动伺服阀阀芯运动系统建模分析

本文主要研究气动控制领域的直动式压电气动伺服阀.阀芯运动机构是该阀设计的核心部分,主要由作为动力源的积层式压电驱动器、柔性铰链微位移放大机构、阀芯、弹性回复机构以及相应的连接件组成.设计基于柔性铰链微位移放大机构的阀芯运动机构,结合有限单元法对阀芯运动机构进行静力学与动力学的仿真分析,验证理论分析,为直动式压电气动伺服阀总体设计以及控制策略的选择提供理论依据.     

双向气动快速开关阀动态特性分析

基于ADAMS对双向气动快速开关阀启闭过程进行动力学仿真,同时使用AMESim模拟气动缓冲装置的最佳安装位置,设计出以自主研发的双向冲击气缸为动力的双向快速开关阀。分析结果表明,在0.7MPa气源压力下,双向气动快速开关阀开启、关闭时间一致,均为0.038s;将气动缓冲装置安装在活塞杆前端距动力转换装置初始点20.5mm处可有效避免因冲击过快导致的阀板撞击阀座而引起的部件破坏;阀轴在开关启闭过程中转速过快,轴向存在位移,设计阀门时需注意这一点。研究结果为易燃易爆介质场合使用的垂直板式蝶阀的设计提供了参考。     

调节阀阀芯变开度振动分析

利用ANSYS软件建立丫可变压差下自动调节阀阀门内部流场模型以及阀芯模型，对流场和阀芯进行耦合力学分析阀芯的大位移运动，同时做实验验证此方法。用任意拉格朗日-欧拉（ALE）有限元计算方法分析流场。阀芯和流场有大位移运动的共同边界采用流体-固体耦合约束，并在计算中采用预测-多步校正算法，避免了反复迭代所导致的过大计算量。通过理论研究和实验发现，当由气动执行机构控制的调节阀开度调节时，阀芯有个振动的过程，且阀芯的振动是一种有规律的衰减振动。     

高压气动位置伺服系统的控制策略研究

本文描述了阀控缸高压气动位置伺服系统，提出采用变增益单神经元自适应PID控制器来实现活塞位移的实时控制，仿真结果表明，这种控制器具有运算量小、强鲁棒性、快速跟踪性等优点，是一种非常合适在实际中应用的控制器。     

A drive with a high-speed pneumatic jet engine. Dynamics and control

A drive consisting of a pneumatic high-speed jet engine, transfer mechanism, and a control device used for switching the gas main ball valve is examined. A mathematical model is constructed, its dynamical criteria are determined, and a survey of the gear dynamics is carried out. The usefulness of simple control algorithms of relay action is demonstrated, with a feedback contour connected to speed, enabling the valve plug to be turned with a smooth and continuous approach to the final position.     

基于单神经元控制器的气动位置伺服系统研究

针对气动位置伺服系统特点,提出采用比例流量阀作为系统电－气转换元件,并采用单神经元控制器（ＳＮＣ）来实现活塞位移的实时控制。仿真和实验研究表明,这种气动伺服系统具有强鲁棒性,快速跟踪性和较好的控制精度,其重复定位精度小于０．２ｍｍ。     

锥型阀芯的高压气动减压阀设计分析

分析了氢能源汽车车载高压气动减压阀的结构和设计方法。具有锥型阀芯的车载高压气动减压阀通过阀体内部结构实现阀芯的最大开口量控制,阀的开口面积和阀位移成线性关系。建立了减压阀的静态和动态数学模型。减压阀的初始工作压力,控制压力以及最大控制压力和压力控制精度可以通过恰当地设计弹簧刚度,预压缩量和阀通径等参数来实现,定值输出减压阀可以保持出口压力基本恒定。     

基于ADAMS的配水阀动力响应仿真分析

针对目前国内的油田分注工艺无法在剖面上进行调整以及各种分注工艺中存在的洗井通道开关不准确的问题,设计了一种新型电控配水器的重要部件--配水阀.提出了一种配水阀的动力学模型,并基于ADAMS软件的仿真分析方法,进行阀体动力响应仿真分析.分析结果表明,阀芯的位移、速度、载荷基本符合配水阀的动力学模型,为后续对阀芯的各项参数...     

气动张力控制系统在放卷装置中的应用

为解决纸张放卷过程中断纸、跑偏等问题,将气动技术应用到纸张放卷装置中,开展了纸张恒张力控制过程分析,提出了采用气缸浮辊位移的变化来检测纸张中的张力变化的方法,结合变速积分PID控制算法,完成了对纸张的恒张力控制。设计了以MCS-51单片机为主控芯片,位移传感器为反馈环节,电控气动比例阀为执行机构的气动张力控制系统。系统运行结果表明,气缸浮辊位移变化能快速响应张力变化,具有稳定性好、位移偏差低、控制精度高、鲁棒性强等优点,对收放卷系统恒张力控制具有重要的借鉴意义。     

步进控制在气动计量装置中的应用

为提高粒状物料计量装置气动回路的设计效率，提出了一种基于步进模块的设计方法。首先构建了一种由二位三通阀和双压阀组成的步进模块，并分析其结构原理；然后利用构建的步进模块设计出物料计量装置的气动回路，且详细阐述与计量装置每个动作相对应的步进模块的工作过程；最后利用Fluid-SIM软件对所设计的气控回路进行仿真分析。结果表明，执行元件能够按照设计要求完成物料的计量工作，验证了步进模块设计法的正确性与可靠性，为行程程序控制类气动回路的设计提供了一种快速有效的设计方法。     

DCT离合器热负荷仿真研究

分析了双离合器式自动变速器中干式和湿式离合器的特点,着重对影响干式双离合器性能和寿命的因素进行了分析,其中滑摩导致的温升是影响的关键。建立了双离合器式自动变速汽车起步过程传动系统动力学模型,采用双离合器起步控制策略,进行了摩擦副压盘滑摩功仿真计算。利用ANSYS分析软件进行了摩擦副压盘瞬态温度场、重载坡道重复起步时压盘温度变化及压盘热容量对温升影响的仿真分析。     

电动调节阀开度控制的研究与实现

介绍了一种基于AT89S53单片机的阀门开度控制方法的实现.针对比例控制的稳定性和精度之间的矛盾,引入了基于系统模态辨识的多策略智能PID控制算法.实验证明,阀门的定位误差达到了一级精度.其鲁棒性较好,且算法简单,易于实现,最终实现了阀门开度的精确控制.     

DYNAMIC MODEL AND SIMULATION OF A NOVEL ELECTRO-HYDRAULIC FULLY VARIABLE VALVE SYSTEM FOR FOUR-STROKE AUTOMOTIVE ENGINES

In modern four-stroke engine technology, variable valve timing and lift control offers potential benefits for making a high-performance engine. A novel electro-hydraulic fully variable valve train for four-stroke automotive engines is introduced. The construction of the nonlinear mathematic model of the valve train system and its dynamic analysis are also presented. Experimental and simulation results show that the novel electro-hydraulic valve train can achieve fully variable valve timing and lift control. Consequently the engine performance on different loads and speeds will be significantly increased. The technology also permits the elimination of the traditional throttle valve in the gasoline engines and increases engine design flexibility.     

冷轧钢板卷全自动气压打捆机的研制

冷轧钢卷全自动打捆机是钢卷包装线上的重要设备。介绍了所设计的钢卷全自动气动打捆机的总体结构、组成、功能及其应用特点;利用UG软件设计并建立了打捆机的3D模型并通过虚拟样机技术对打捆机运动仿真分析;同时,介绍了对打捆机预紧连杆机构的运动学分析,并利用Matlab进行运动学仿真。通过对打捆机的分析研究,还介绍了所设计基于西门子S7—200型PLC钢卷全自动打捆机的气动控制系统。     

浮法玻璃气电测厚部件的研究与设计

文中针对浮法玻璃在线检测系统核心部分－－气电测厚部件进行研究。运用控制论方法,建立了气电测厚部件的动态数学模型。以系统性能达到最优为目标,分析提出并联校正方案,设计改进后的气电测厚部件,并总结出并联校正元件的设计准则。     

高速开关阀高频脉宽调制控制有效占空比工作范围的拓宽

高速开关阀在高频脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)控制下阀芯可悬浮在某一开度,调节占空比即可改变阀口开度,实现对流量和压力的线性控制,因此在车辆控制系统得到广泛应用。但我国自主开发的高速开关阀PWM控制的有效占空比工作范围小,阀芯较易全开或全闭,为提高阀的可控性和控制精度,需要研究拓宽占空比的工作范围。基于汽车电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)的高速开关阀,深入分析阀芯液动力的影响因素,应用AMESim、Matlab软件建立ESP液压系统的联合仿真模型,并经过试验验证,通过仿真得出阀座锥角、入口孔径对阀芯位移的影响,提出拓宽PWM控制占空比有效工作范围的关键参数,为高速开关阀的设计开发提供参考依据。     

Vehicle active suspension system using skyhook adaptive neuro active force control

This paper aims to highlight the practical viability of a new and novel hybrid control technique applied to a vehicle active suspension system of a quarter car model using skyhook and adaptive neuro active force control (SANAFC). The overall control system essentially comprises four feedback control loops, namely the innermost proportional-integral (PI) control loop for the force tracking of the pneumatic actuator, the intermediate skyhook and active force control (AFC) control loops for the compensation of the disturbances and the outermost proportional–integral–derivative (PID) control loop for the computation of the optimum target/commanded force. A neural network (NN) with a modified adaptive Levenberg–Marquardt learning algorithm was used to approximate the estimated mass and inverse dynamics of the pneumatic actuator in the AFC loop. A number of experiments were carried out on a physical test rig using a hardware-in-the-loop configuration that fully incorporates the theoretical elements. The performance of the proposed control method was evaluated and compared to examine the effectiveness of the system in suppressing the vibration effect on the suspension system. It was found that the simulation and experimental results were in good agreement, particularly for the sprung mass displacement and acceleration behaviours in which the proposed SANAFC scheme is found to outperform the PID and passive counterparts.     

利用正交位移测量系统进行六自由度并联机构参数标定

为了简化六自由度并联机构的参数标定过程,提高标定效率,降低标定成本,提出了基于正交位移测量系统的位姿测量装置及方法.首先,研究了该装置的位姿解算方法,利用空间解析几何的方法,求解其运动学正解与逆解.其次,利用微小位移合成法,建立了并联机构及正交位移测量系统组合体的误差模型.然后,基于误差模型,构建了组合体参数误差辨识的...