基于AMESim的一种新型气驱油源建模与仿真研究

针对由高压气瓶组和活塞式蓄能器组成的一种新型气驱油源,在分析其工作原理的基础上,建立了气驱油源工作过程的数学模型,运用AMESim仿真软件建立了气驱油源试验系统的仿真模型,并通过样机试验验证了仿真模型的准确性,最后利用仿真分析对气驱油源工作过程进行了详细的研究,得到了高压气瓶组总容积、充气压力等关键元件参数对气驱油源输出量的影响,为气驱油源的研发和改进提供了重要依据。     

高压气动系统负载容腔压力伺服控制仿真研究

为满足某气体发生系统安装空间小、重量轻、动态响应快、控制精度高等要求,设计了高压气动压力伺服控制系统,并采用高压电-气伺服阀实现了负载压力的高响应高精度控制。建立了系统数学模型,包括高压气瓶热力学方程、高压电-气伺服阀传递函数与流量方程、负载容腔压力变化与排气流量方程等子模型,并设计了反馈线性化PID控制器。基于MATLAB/Simulink平台建立了高压气动系统仿真模型,仿真研究了高压气瓶容积与初始气源压力、负载容腔排气孔通径等参数对系统负载压力控制性能的影响规律。研究结果为该系统的优化设计与实验研究提供重要理论依据。     

基于电动机和蓄能器的挖掘机动臂节能驱动系统研究

鉴于混合动力系统或电动驱动系统中具有电量储存单元的特点,提出了一种基于电动机-闭式泵-液压蓄能器的液压挖掘机动臂节能驱动系统,通过液压蓄能器和高压侧相连,提高了液压蓄能器的工作压力范围和驱动系统的效率,分析了节能驱动系统的结构原理及工作特点。以减小蓄能器安装体积、保证动臂非对称油缸的流量匹配和延长蓄能器使用寿命为约束条件,以某20 t液压挖掘机的测试数据对节能驱动系统中液压蓄能器、大排量闭式泵、电动/发电机、小排量闭式泵等主要元件进行了参数匹配。针对所匹配参数建立节能驱动系统的AMESim数学模型进行分析,结果表明,该系统不仅实现了无阀控制和负负载的能量回收,同时蓄能器额定体积降低了50%,仍然可满足动臂非对称油缸两腔的流量差,且蓄能器压力波动满足工况的要求,相对传统动臂节流驱动系统,新型闭式节能驱动系统的节能效果达到了50%左右。     

液压起竖系统载荷仿真研究

针对某特种车辆的液压起竖系统,根据其运动状态和运动方程,分别建立了起竖液压缸活塞杆位移和流量计算模型、液压负载力矩计算模型和液压缸起竖力计算模型。基于AMESim软件建立起液压起竖系统及载荷的仿真模型,并进行了动态仿真,得到了液压缸活塞杆的位移和速度、液压缸无杆腔的压力与流量、液压负载力矩和起竖力等参量的曲线。分析各个参数动态特性,对与负载相关的参量有了定量的认识。研究结果可为起竖系统的结构优化设计、故障诊断提供参考。     

雷达起竖设备结构动力学分析及试验

基于双侧液压缸式雷达起竖设备运动方程,通过ADAMS动力学仿真得到了该过程中起竖角度与起竖载荷之间的关系。通过对仿真曲线进行分析,确定了起竖过程中载荷边界工况,并在该工况下对结构进行刚强度校核。对雷达起竖过程应力进行测试,经对比分析计算及测试结果,得出结构测试应力与计算应力之间的定量关系。研究结果可为仿真计算结果评估提供参考。     

势能回收再利用液压系统建模及控制策略研究

为了使势能回收再利用液压系统能够适用于实际作业中诸多工况,提出了一种应用于该系统的控制策略。以90t港口移动式高架起重机为例,归纳了工况的特点,给出了势能回收再利用液压系统的原理图,进而建立了AMESim-Simulink联合仿真模型,并确立了以蓄能器压力和二次元件排量为判断参数的控制策略。该控制策略设立了蓄能器压力和二次元件排量的各自上、下限,在作业过程中通过比较蓄能器实时压力、二次元件实时排量与其各自限值,实现节能回路和主回路接入与退出的自动控制。仿真结果表明,该控制策略在变蓄能器初始工作压力、变负载大小、变负载起降高度的诸多作业工况下,均能实现合理的势能回收与再利用,提高了势能回收再利用液压系统在实际应用中的普适性。     

大型起竖装备液压系统及其鲁棒切换控制策略

针对大型起竖装备液压系统供油压力与负载特性不匹配而导致能量损失严重的问题，通过对负载特性的分析，将其近似等效为“初始-中间-终了”三段式折线负载。在起竖初始阶段采用恒定高压，以提供足够驱动力；在中间阶段设定随起竖角度线性单调递减的线性压力，以降低系统能耗；在起竖终了阶段采用恒定低压，以保持起竖稳定，从而实现系统供油压力与起竖负载的近似匹配，降低系统能耗。针对供油压力切换可能导致起竖过程振动和不稳定的问题，通过建立液压系统数学模型，提出了鲁棒切换控制策略。仿真和实验结果均表明，起竖过程平稳，无振动和超调现象，油液温度比直接采用节流控制降低约40℃，表明该系统及其鲁棒切换控制策略能有效降低起竖过程的能量损失。     

辅助能源蓄能器AMESim仿真分析

为降低高频动态加载试验的油源流量,采用蓄能器作为辅助能源,主油源流量可大幅降低。文章对主油源流量的最低需求进行了理论分析,同时通过AMESim对不同的主油源流量进行了仿真分析,结果与理论分析一致,主油源流量大于2/π倍负载流量,就能满足试验流量需求。     

基于使用蓄能器的怠机停止方式的液压油源的节能

由于石油等能源资源的短缺以及对保护地球环境的迫切需求,节能的诸多努力在各个领域付诸实施.对于液压设备,占据系统主要能耗的油源的节能成为关键.近年来,变量液压泵油源(VD油源)和变频液压泵油源(INV油源)已被广泛使用.提出了一种带有一个蓄能器的间歇性运行的液压泵油源(ACC油源).ACC油源的优势通过建模和简化负载模型已进行了实验论证.该研究比较VD油源、INV油源和ACC油源在某一稳定供油流量条件下的耗电、泵输出压力、转速和效率.同时,确定了蓄能器容积、上下界限压力比对ACC油源的效率和开关周期的影响.     

液驱混合动力车辆动力源储能元件匹配优化研究

以串联式液驱混合动力传动系统为对象, 从燃油经济性改善率观点出发,根据动力源运行规则假设及优化,分析蓄能器容积大小对液驱混合动力车辆燃油经济性改善率的影响,并通过城市和公路循环工况对使用不同容积蓄能器的燃油经济性进行仿真计算。仿真结果表明：在满足功率流和回收制动能量的前提下,匹配较小容积蓄能器的液驱混合动力车辆具有较好的燃油经济性改善率和节能效果,其燃油经济性改善率达25%~39%。     

大型起竖设备的PID同步控制研究

对某大型双缸起竖设备的工作特点和过程进行了分析和仿真,提取了进行同步控制的特征参量,并且在此基础上给出了液压回路的改进措施,提出了一种PID控制器的设计及其参数调整方法.实验结果证明,该方法可实现此大型双缸起竖设备的同步控制,改善了系统的同步特性,且具有较高的精确性和稳定性.     

起竖液压系统过重心失控仿真分析与控制措施研究

在某发射车起竖液压系统中,负载起竖至过重心后,反腔平衡阀会变为小开口节流状态,实现负载平衡。但若反腔平衡阀阀芯在开口减小过程中发生卡滞,则会造成负载在过重心后发生失控下落。该文提出了监测起竖角速度变化并报警急停的控制措施,并通过AMESim仿真分析,验证了控制措施的有效性,系统到位冲击力和振动加速度大幅降低,可以保证起竖液压系统的安全性。     

基于两级压力源的液压机快锻节能控制研究

针对传统电液比例阀控快锻液压机系统功率浪费严重的问题,采用四象限负载轨迹分析方法,对其快锻工况下能量分配及流动情况进行研究,得到不同执行器的负载特性,并以满足不同执行器的负载匹配为目标,同时兼顾快锻过程中的能量回收及再利用,提出一种基于两级压力源的新型液压机快锻节能系统。研究两级压力源的参数设计及匹配问题,给出两级压力源构成元件的模型和参数计算方法。采用功率键合图的建模方法,建立快锻液压机系统的数学模型,对两级压力源快锻液压机系统的功率流进行仿真分析;基于0.6 MN液压机试验台,对该快锻系统的控制和节能特性进行试验验证。结果表明,基于两级压力源的新型液压机快锻系统加载时控制精度达到1.5 mm,有用功提高至24.4%。与传统的电液比例阀控系统和采用蓄能器的液压机快锻系统相比,该系统不仅满足了不同执行器的负载匹配需求,而且具有能量存储和再利用的功能,大大降低了装机功率和节流损失,且实现了零溢流。     

某型导弹起竖臂起竖过程的仿真

在ANSYS环境中建立了某型导弹起竖臂的有限元模型；然后对起竖臂的起竖过程进行了分析，利用ANSYS结构参数化设计语言APDL进行编程，实现了对带弹起竖时起竖臂起竖过程的仿真，并得到了相应的结果。     

大型起竖设备双缸同步问题研究

文中对某大型起竖设备的起竖过程进行了分析和仿真,对双缸起竖液压回路进行了改进,提出了一种PID控制器,实现了双缸起竖的同步控制.该方法改善了系统的同步特性,具有较高的精确性和稳定性.     

起竖液压系统设计与恒功率控制策略研究

针对某大型设备起竖机构大角度快速起竖重型负载的需求,设计了包括起竖液压缸、插拔液压缸和缓冲液压缸3组执行机构共同组成的起竖液压系统。结合起竖机构特点对整个起竖过程中起竖运动关系进行了分析,采用负载敏感泵的功率控制功能结合变频调速控制实现了整个起竖阶段的恒功率控制,在起竖过质心后采用缓冲液压缸进行缓冲减速并继续翻转至最大起竖角度。通过实际使用和测试表明,系统的恒功率控制策略有效,所采用的缓冲液压缸具有很好的缓冲减速能力,提高了起竖过程的平稳性。     

基于液压混合动力车辆的蓄能器特性分析

结合液压混合动力车辆的实际运行工况,对蓄能器的工作过程和工作特性进行分析和研究。通过热力学分析并试验研究,得出蓄能器配置参数在液压混合动力系统应用条件下的影响规律。结果给出蓄能器配置参数与其输出参数关系,为液压混合动力系统蓄能器的参数匹配提供理论依据。     

交变负载下工程柴油机液压转矩均衡控制模型及试验研究

根据液压挖掘机等工程机械的工作特点,分析在交变负载工况下对柴油机进行转矩均衡控制的必要性,仿照大多数工程机械所采用的并联式油电混合动力结构,建立以蓄能器、蓄能泵、助力电动机等液压元件为核心的转矩均衡控制系统的数学模型,以带有全程调速器的485小型柴油机为控制对象,在调速拉杆固定的条件下将柴油机输出转矩设为控制目标,以齿轮泵和比例溢流阀为负载进行建模并开发出转矩均衡控制算法,并进行计算机仿真和台架试验。仿真和试验结果表明,所建数学模型基本反映了实际系统的特性,柴油机转速和输出转矩、蓄能器压力、负载转矩等仿真参数的变化趋势与试验结果一致,所开发的控制算法在多种试验负载下都能完成对柴油机输出转矩和转速的稳定控制。台架负载对比试验表明,在不同工况下转矩均衡控制能使柴油机的耗油率降低10%～20%不等,对短时间峰值负载的驱动能力提高了60%以上。     

利用蓄能器提高液压振动台响应特性的研究

针对现用液压振动台由于峰值瞬时流量不足,导致振幅和频率响应特性上存在局限性的工况,基于蓄能器可瞬间供给大流量的特点,采用在液压振动台系统中合理配置蓄能器作为辅助油源,并优化设计和选取蓄能器参数.通过用AMESim软件对系统进行仿真可以看出,蓄能器对提高液压振动台响应特性具有有效的作用,振幅一定时,频率可以得到提高,频率不变时,可增大振幅,而且起到节能作用.     

油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究

为提高油液混合动力系统挖掘机的节油效果及操控性能,对某21 t油液混合动力挖掘机进行了参数匹配仿真研究。基于元件样本曲线及试验测试曲线,建立混合动力挖掘机数学模型和整机AMESim/Simulink联合仿真模型。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,确定了释放策略。利用AMESim/Simulink联合仿真,分析不同辅助马达与蓄能器参数对燃油消耗量的影响,并依此确定系统匹配参数。仿真对比分析了参数匹配后的混合动力系统与原系统动臂油缸下降速度、发动机输出扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率。结果表明,相对于原系统,节油率为12.5%,节油效果显著。