一种输出端安装式小型电动缸设计

基于某航空系统输出端安装式小型高负载电动缸技术要求,采用反向递推法对电动缸各传动链进行了最佳性能参数配比计算。根据性能参数对电动缸进行协同优化设计,满足电动缸体积重量及负载能力要求,实物样机经系统配试考核,电动缸运行正常,性能稳定。电动缸设计合理、新颖,为航空系统复杂环境要求的个性化设计提供了一种方法和案例。     

一种新型的三自由度电动平台平衡结构模型

提出了一种基于三自由度并联机构的电动平台平衡构造设计。相比传统的液压结构平台,提出的电动平台由3个互相独立的电动缸和各自的刚性支杆链接组成,每个电动缸相对于整个平台机架具有2个自由度。同时针对机架受力分布特性,用力学传递方程量化力学性能,仿真数据结果表明:提出的三自由度电动平台比目前常用的电动平台和传统的液压平台具有更大的空间均衡性和静态力学性能。     

电动缸自身转动惯量对电机所需驱动力矩的影响

建立了电动缸的力学模型,分析了电动缸自身转动惯量如何影响电机所需要的驱动力矩,对电动缸的设计选型具有一定的指导意义。     

基于伺服电动缸驱动的铣削头主轴位置控制结构设计

针对组合机床通用部件滑套式铣削头主轴伸出缩回运动的不足,设计了一种采用伺服电动缸驱动的主轴伸出缩回运动的结构方案。将铣削头主轴伸出缩回直线往复运动由液压缸驱动转换成伺服电动缸推杆驱动,主轴伸出位置实现无级精确控制,具备自动粗铣、半精铣、精铣、让刀功能。在数控组合铣床上实现柔性化加工,得到广泛应用。     

含防扭结构的VR动感椅平台运动分析和仿真

针对3-RPS平台电动缸运动过程中受扭矩过大现象,设计了一种应用于虚拟现实技术中的具有防扭结构的新型三自由度并联平台,对其运动学和防扭性能进行了研究。在Solid Works中建立了防扭结构并联平台模型,并对其进行了运动学逆解和正解分析,联合ADAMS和Matlab软件对逆解算法进行了验证,在逆解算法的基础上,采用反解迭代的杆长逼近法近似求解了位置正解。应用ADAMS对具有防扭结构平台和3-RPS平台电动缸的防扭性能进行了动力学仿真,对比分析了两种结构下电动缸在运动过程中所受扭矩。研究结果表明:具有防扭结构的运动平台的电动缸受扭矩明显减小,为平台结构设计提供了实用依据。     

一种新型电动挖掘机整体设计

提出了一种全新的挖掘机驱动方式,抛弃了原有挖掘机的全套液压系统,采用电机直接驱动执行构件完成作业动作.对小松PC200-8型挖掘机进行了分析计算,进行了改造的设计选型.用七个伺服电机驱动电动缸提供动力,每个电动机驱动一个单独的电动缸,电能由位于机体后部的蓄电池组提供.对控制系统的改造提出了简要方案.与现有挖掘机相比,所设计的电动挖掘机能够有效地降低能耗,实现零排放,同时由于去掉了液压系统转而用电机驱动,降低了系统的运营成本和维护成本,电机的控制也较容易实现,方便了操作者的控制,降低劳动强度.     

电动缸的研究现状与发展趋势

首先介绍了电动缸的特点及性能要求,并列举了部分电动缸的应用场合。又从国外和国内两方面对电动缸的研究现状进行了介绍,并阐述了目前电动缸的常见结构。最后,对电动缸的发展趋势进行了展望。     

伺服电动缸在石油钻台机械手上的应用研究

针对石油钻台机械手的电动化研究,介绍了采用的伺服电动缸的原理、特点及结构形式,分析了伺服电动缸在石油钻机的钻台机械手上的应用,展望其发展前景。     

电动撑杆弹簧检测试验机的研制

介绍了一种电动撑杆弹簧检测试验机,该试验机侧重功能的模块化设计,采用伺服电动缸加载,具有芯轴自动定位机构,双试验空间、四工位结构,能够对电动撑杆弹簧进行力学性能检测,判断是否合格并进行分选。     

汽轮发电机组试验监控系统设计

根据汽轮发电机组试验监控系统工作原理,设计了基于伺服电动缸排放阀、S7-300PLC、S7-200SMART PLC,以及LabVIEW为基础的汽轮发电机组试验监控系统。上位机采用LabVIEW软件开发,通过OPC技术和Modbus协议,建立了与PLC以及机组控制屏的通信。场地试验参数采用S7-300PLC采集,伺服电动缸排放阀、负载开关柜、水电阻采用S7-200SMART PLC控制,实现了试验数据的采集存储以及场地试验设备的控制功能。着重介绍了LabVIEW如何与2种PLC实现基于OPC技术的数据通信,以及首创的基于伺服电动缸排放阀技术的瞬态特性试验控制功能。     

Suppression characteristics of flow-induced vibration in a test cylinder with varying locations of a control cylinder

This study was designed to identify the suppression characteristics and mechanisms of flow-induced vibration occurring in a test cylinder installed on an elastic support by placing a control cylinder with a smaller diameter behind the test cylinder. To identify the effects of this installation, the diameter and location of the control cylinder were varied systematically to examine the characteristics of flowinduced vibration occurring in the test cylinder. Furthermore, the fluctuating streamwise velocity of the wake flow of the test cylinder was examined as it varied with the installation of the control cylinder. Subsequently, the peripheral flow of the test cylinder installed in front of the control cylinder was examined via a flow visualization test that used a water channel. Results obtained from the experiments are summarized as follows. i) Flow-induced vibrations in the test cylinder, which occur and are varied by the installation of the control cylinder behind the test cylinder, have four types that change according to the different diameters and locations of the control cylinder. ii) The domain of the positions of the control cylinder, which can suppress flow-induced vibration in the test cylinder, increases in proportion with the diameter of the control cylinder. iii) Flow-induced vibration that will be generated in the test cylinder is predicted by examining the distribution of the flow velocity of the wake flow and the intensity of the fluctuating streamwise velocity at the lower flow velocity level before it reaches a flow velocity that can create flow-induced vibration in the test cylinder.     

Predictive position and force control for shape memory alloy cylinders

In this paper, a linear lightweight electric cylinder constructed using shape memory alloy (SMA) is proposed. Spring SMA is used as the actuator to control the position and force of the cylinder rod. The model predictive control algorithm is investigated to compensate SMA hysteresis phenomenon and control the cylinder. In the predictive algorithm, the future output of the cylinder is computed based on the cylinder model, and the control signal is computed to minimize the error and power criterion. The cylinder model parameters are estimated by an online identification algorithm. Experimental results show that the SMA cylinder is able to precisely control position and force by using the predictive control strategy though the hysteresis effect existing in the actuator. The performance of the proposed controller is compared with that of a conventional PID controller.     

基于模糊理论的双缸液压系统同步控制研究

针对双缸液压系统中液压缸的同步运动控制问题,基于模糊控制理论建立了对称双缸液压系统的模糊前馈控制器,从液压缸运动和同步控制角度展开了控制设计研究,并开展实例模拟研究。结果表明在模糊控制作用下液压缸活塞运动的位移具有很好平滑性,两个液压缸之间的运动同步误差控制在15 mm以内,验证基于模糊理论的双缸液压系统同步控制设计的可行性。     

Divergent vibration of a test cylinder with a control cylinder at the rear

The objective of this study was to experimentally investigate flow-induced vibration occurring in a test cylinder capable of free vibration when there was a control cylinder with a diameter half of that of the test cylinder behind the test cylinder. This paper intensively investigated divergent vibration among flow-induced vibration characteristics of the test cylinder. The mechanism for generating divergent vibration was also determined. To clarify the mechanism, flow-induced vibration characteristics of the test cylinder and wakes were investigated when the control cylinder was located closely to the rear of the test cylinder. Among tests for investigating wakes, a visualization test was also conducted using hydrogen bubble as a dye in a water channel. As a result, it was found that when the control cylinder was in close proximity to the rear of the test cylinder, the divergent vibration that appeared in the test cylinder was divided into three patterns based on vibration amplitude characteristics. Results of wake investigation revealed that the presence of the control cylinder affected the emission frequency, shape, and intensity of the vortex discharged from the test cylinder, which in turn affected vibration characteristics of the test cylinder. As a result of investigating flow-induced vibration characteristics of the test cylinder using different methods by changing the flow velocity, vibration inertia was found to one cause for the divergent vibration of the cylinder.

     

气缸摩擦力的颤振补偿与仿真

针对气缸摩擦力对系统控制性能造成的不良影响,提出了一种新的摩擦力补偿方法。首先对气缸的摩擦力进行测试分析,然后通过在控制信号上叠加颤振信号来补偿气缸摩擦力,消除了气缸摩擦力对系统稳定性及定位精度的影响。最后通过MATLAB仿真表明所用的补偿方法的正确性和有效性。该补偿方法具有较高的工程应用价值。     

高压气瓶水压试验装置的设计

中国采用计算机控制技术进行气瓶水压试验装置已逐步投入使用，计算机控制的水压试验与传统的人工水压试验相比较具有效率高，精度高的特点。本文将介绍计算机控制气瓶外测法水压试验装置设计、试验压力和试验排水量测定的控制方法，讨论了气瓶外测法试验装置的状态监测方法。     

多缸调平系统模糊相邻耦合同步控制研究

针对调平系统的多液压缸同步控制研究,提出了一种基于模糊相邻耦合的控制方法。首先对调平系统受力及多缸控制系统进行分析,建立控制对象的非线性数学模型。对相邻耦合控制器进行设计,使用补偿器将相邻两根液压缸位置同步误差融合到液压缸控制器中,对于难以通过常规方法精确获得的补偿系数,使用模糊PID控制算法获取。通过MATLAB仿真和实验对模糊相邻耦合的同步控制方法进行测试,并使用主从同步控制方法进行对比分析。结果表明,使用模糊相邻耦合同步控制时,四根液压缸误差波动较小,并且在液压缸加减速阶段能快速将误差降低,具有较好的同步控制性能。     

轮式起重机臂用直驱式容积控制系统及其节能特性研究

介绍了一种应用于轮式起重机臂的直驱式容积控制系统,分析了在驱动竖直负载情况下该系统独特的节能优势。该系统通过使用双联泵控制非对称缸,使得非对称缸表现出对称缸的运动特性,克服了非对称缸的一些不足之处,并通过仿真和实验对所得结论进行了验证。      

高速开关阀在液压缸起动与到位过程中的速度控制研究

为了研究液压缸起动和到位过程中的速度控制问题,设计了高速开关阀与液压缸并联连接的油路,即将高速开关阀连接于液压缸有杆腔与无杆腔之间。分别针对液压缸起动和到位两个过程的速度控制问题,开展了仿真与实验研究。研究结果表明,高速开关阀能有效降低液压缸起动时的活塞最大加速度和到位时的活塞末速度,实现起动过程和到位过程中的速度控制。     

基于变模糊PID控制器的阀控非对称缸复合控制策略

针对非对称液压缸正反向运动的不对称性对位移控制精度的影响,为了提高阀控非对称液压缸伺服系统位移控制精度,设计了根据液压缸运动方向选择对应模糊PID位移控制器的位移闭环及速度前馈复合控制方案。搭建了基于ADAMS,AMESim和Simulink的阀控非对称液压缸伺服系统联合仿真模型。研究表明,采用速度前馈控制系统响应更快;采用对应变模糊PID位移控制器控制策略,非对称缸换向跟踪期望位移的精度更高。