多级缸起竖系统运动可靠性评估的可视化方法

对复杂机械系统的运动可靠性分析还没有形成一个成熟的理论体系。以某大型多级缸起竖系统为例,提出了一种采用可视化仿真技术来分析系统运动可靠性的新方法。以统一的油缸负载函数为起点,一方面从系统受力分析入手,推导负载的起竖角度函数;另一方面从系统几何学建模入手,推导出液压油缸的起竖角度和展长函数。以这两个函数分别驱动负载和液压油缸的运动,在此基础上进行了可视化建模和仿真。仿真结果证明:此方法能够从视觉尺度和数学尺度两方面来验证系统的运动可靠性。     

多级缸起竖系统运动可靠性评估的可视化方法

对复杂机械系统的运动可靠性分析还没有形成一个成熟的理论体系。以某大型多级缸起竖系统为例,提出了一种采用可视化仿真技术来分析系统运动可靠性的新方法。以统一的油缸负载函数为起点,一方面从系统受力分析入手,推导负载的起竖角度函数;另一方面从系统几何学建模入手,推导出液压油缸的起竖角度和展长函数。以这两个函数分别驱动负载和液压油缸的运动,在此基础上进行了可视化建模和仿真。仿真结果证明：此方法能够从视觉尺度和数学尺度两方面来验证系统的运动可靠性。     

基于负载敏感技术的新型注入头液压驱动系统设计

针对某特殊应用场合的轻型小功率注入头,设计一套基于负载敏感技术的定量泵开式液压驱动系统。通过标定负载敏感阀的自身压力,对注入头最大提升力、最大下注力进行限定;利用先导压力控制阀对负载敏感阀的远程压力调节,实现注入头所需提升力、下注力的实时远程控制;通过远程比例手控阀对负载敏感阀阀芯的控制,实现注入头提升速度及下注速度的比例调节。将负载敏感技术应用于注入头液压驱动系统,解决了传统注入头液压驱动系统能耗高、维护困难、成本高等难题,为轻型小功率注入头的液压驱动系统设计提供了一种新思路。     

遗传优化模糊控制方法及其在液压动力系统控制中的应用研究北大核心

节能和精确控制是液压控制追求的两大目标。针对传统液压系统存在的高能耗、低响应速度的特点,采用节能型液压动力源永磁伺服电机直接驱动定量泵,取代原有的异步电机驱动液压动力源,形成一种新型节能、响应快速、易实现闭环控制的液压动力系统。鉴于负载变化过程中流量和压力的耦合特性,设计了流量、压力双闭环反馈控制液压系统,基于变频调速理论实现对液压源流量的精准控制,同时通过比例溢流阀模拟负载实现了对系统压力的精确控制。针对上述液压系统,提出一种改进遗传算法优化的模糊控制策略,同时对系统流量、压力进行精准控制。仿真和实验结果表明:采用该改进遗传算法优化的模糊控制策略较传统液压控制方法具有更好的控制性能和节能效果。     

基于容腔节点法的液压起竖系统仿真

以某型多功能导弹发射车快速起竖系统数字仿真为背景,根据电液相似原理,对液压起竖系统的起竖过程和动态特性进行研究,采用节点平衡法建立系统模型.分别建立长短管道液压容腔的数学模型,分析液压元器件及液压容腔的压力流量特性;讨论液压起竖系统运动部件的受力情况;并使用Matlab/Simulink搭建液压起竖系统的仿真模型;最后给出液压起竖系统起竖过程的仿真曲线,并与试验曲线进行对比.结果表明多级伸缩式液压缸整体运行比较平稳,但在换级时有较小的震动,基本能够满足工程要求.     

基于AMESim的闭式液压系统动态特性与热力学分析

为研究某闭式液压转向系统的动态特性并进行热力学分析,建立该液压转向系统的仿真模型及热液压模型。结合设计要求及现场试验,研究液压泵流量、溢流阀压力以及系统负载对转向特性的影响,并对转向液压缸两腔压力进行对比分析。结果表明:较低的流量输出可减小液压冲击,过高的负载会产生较大的液压冲击,加入蓄能器能大幅改善液压缸工作压力的稳定性。通过建立的热液压模型,对系统的温升过程进行了仿真分析,结果表明:溢流阀设定压力对液压缸温升影响较大,应根据负载实际情况设定合适的溢流压力;负载的增加导致液压油温度升高,进而造成溢流损失、液压缸内泄漏增加以及管路摩擦力上升,在实际中应避免系统工作在极端负载状况。通过现场试验,完成了系统参数的重新匹配,改善了液压系统动态特性,同时使得油温大幅下降。研究结果为闭式液压系统动态特性及热力学设计提供了参考。     

起竖机构的研究及仿真

为了研究导弹起竖机构的运动和力学特性,对机构起竖过程中的起竖油缸活塞负载函数、位移函数及风载荷进行了分析研究,并对研究结果进行了仿真.对机构起竖过程进行了机液联合仿真,得到了起竖油缸压力曲线、活塞位移曲线及起竖初始阶段液压系统的动态特性曲线.理论分析及仿真结果将有助于进一步了解实际起竖机构的复杂的运动和力学特性,同时也可为优化和改进机构特性提供有价值的参考.     

液电混合挖掘机回转驱动系统运行特性及能效

液压挖掘机作业时,上车回转系统频繁起制动。由于惯性大、起动压力高,造成大量的溢流损失;制动时上车回转系统的动能通过液压马达出口的制动阀转化为热能,能量浪费大。为了降低挖掘机回转过程的能耗,提出液电混合挖掘机回转驱动系统。在回转过程中,电机作为主驱动控制上车回转系统的回转速度,液压马达-蓄能器回收上车回转系统制动动能,并在起动时辅助电机驱动回转系统。首先对主要元件进行参数设计,然后建立原机回转系统和所提系统的联合仿真模型,对2种回转系统的运行特性和能效特性展开研究。结果表明:与原机系统相比,所提系统在1个回转工作循环内能耗降低37.26%～53.29%,并抑制了上车回转系统的回摆现象,提高整机运行的平稳性。     

基于AMESim的粉末压机液压系统节能控制

针对粉末压机压制频次高、能耗高、液压系统发热严重等问题,提出采用伺服泵组、大通径伺服阀及压力补偿等环节实现2.8 MN粉末压机液压系统的节能控制。利用AMESim软件搭建比例流量插装阀和伺服阀仿真模型,通过仿真验证模型的正确性;搭建2.8 MN粉末压机液压系统仿真模型,研究伺服泵组节能控制、伺服阀及压力补偿控制对液压系统功耗的影响。结果表明：采用伺服泵组节能控制可以有效降低压机待机阶段的液压系统功耗;采用伺服阀及压力补偿控制可实现压机工作阶段泵出口压力随负载变化而变化,有效降低泵出口压力和液压系统功耗。     

轮式起重机起升卷扬闭式液压系统控制研究

论述轮式起重机起升卷扬开式液压系统控制要点和闭式液压系统常规控制原理,提出一种新型控制技术用于控制轮式起重机起升卷扬闭式液压系统。原理为在起升卷扬闭式液压系统中设置一平衡阀,利用平衡阀特性来解决起升卷扬闭式液压系统启停溜钩、冲击震动等难题;利用平衡阀负载安全特性避免液压系统驱动管路一旦爆裂或发动机一旦出现飞车故障负载失速坠落现象发生;通过平衡阀先导内外联控,解决平衡阀在闭式液压系统中发热问题。实践证明,所设计的QLY系列轮式起重机起升卷扬闭式液压系统控制技术性能稳定可靠。     

三腔液压缸驱动装载机动臂运行特性仿真研究

装载机外负载变化频繁且波动范围大,动臂举升时液压系统峰值功率大,动臂下降时举升装置重力势能经液压阀口以节流损失的形式转化为热能,导致液压油温度升高、系统能量效率低。提出基于三腔液压缸的装载机动臂自重液气平衡势能回收系统,在SimulationX仿真软件中建立了装载机机液联合仿真模型,通过试验结果验证了该模型的准确性。在此模型的基础上,采用已建立的三腔液压缸仿真模型代替原机动臂两腔液压缸,针对空载工况中动臂的举升下降过程进行了仿真研究,对比两腔液压缸与三腔液压缸的运行与能耗特性。研究结果表明:在蓄能器初始压力为6 MPa时,该系统具有与原机相同的运行特性,液压泵峰值功率降低57. 1%,能量消耗降低约39. 5%。     

矿用负载敏感系统阀前补偿抗流量饱和技术研究

矿用设备系统主要采用负载敏感系统来实现液压系统的节能,负载敏感系统中多路阀是主要的控制元件,在每一联多路阀处一般都配置压力补偿阀,而根据压力补偿阀在系统中的位置可分为前置补偿和后置补偿。分析现有前置压力补偿多路阀的特性,提出一种不使用调压弹簧的前置压力补偿技术,在保证前置补偿的基本功能的同时,具备流量抗饱和特性。     

双电动缸起竖设备同步控制策略仿真研究

为实现某型设备快速可靠地起竖,采用双电动缸并列驱动的结构。起竖设备是一个具有复杂机电耦合效应的多体系统,每支缸的负载变化规律不确定。针对设备在两缸负载不一致时,存在同步误差的问题,提出了一种带有偏差耦合策略的主从式同步控制方案,设计了基于规则的模糊PD同步控制器,以两缸位置误差为控制器输入量,以对从动缸的位置补偿量为输出量。在MATLAB/Simulink环境下模拟极限偏载情况,对双缸设备的起动和运行进行仿真。结果表明:主从同步控制方案使设备在偏载条件下也能达到同步精度要求,而采用模糊PD控制器既能有效抑制起动段的同步误差,又能克服负载扰动对同步误差的影响。     

时序能耗液压系统节能设计新方法

本文介绍一种以液压时序能耗平均值为设计依据,筛选出适合节能液压系统的2～4个特征压力源,以超级蓄能器、液压功率转换器和双压力驱动回路为技术手段,构建出一种多压力源、梯级负载蓄能站并实行主、辅工作泵制度的节能液压系统模型,应用该模型可以使现有液压系统节能率整体达到60％以上.     

基于虚拟样机的液压重载快速等分转筒设计

重载设备对较大负载的驱动及分度,在机械工程领域有着极其重要的作用.根据使用要求,应用现代设计方法,建立液压重载快速等分转筒模型,使用动力学仿真软件完成运动学分析.设计液压重载快速等分转筒的液压系统,搭建其仿真模型,并对该模型进行仿真分析.结果表明:该泵控马达液压系统可以根据负载的变化对马达转速及压力进行相应调节.     

基于负载口独立控制的挖掘机动臂系统节能研究

针对传统挖掘机动臂液压系统能耗大、势能利用低等问题,以挖掘机动臂为研究对象,设计基于负载口独立控制的动臂液压系统。在主动型负载工况缩回工况下,对动臂液压系统进行了压力-流量特性分析,获得阀口开度与活塞杆速度的关系;采用机械动力学仿真软件ADAMS和液压系统仿真软件AMESim,分别建立传统动臂液压系统和基于负载口独立控制的动臂液压系统联合仿真模型,并对2种动臂液压系统在主动型负载工况缩回工况进行联合仿真分析。仿真结果表明：2种动臂液压系统都能获得较为线性的活塞杆运动速度,而且与传统动臂液压系统相比,基于负载口独立控制的动臂液压系统的势能利用率明显提高,提高了约44.3%。     

基于PID模糊控制器的闭式泵控系统特性研究与分析

传统农用机械中的电控液压系统存在能耗高、电气化程度低和转向精度低等问题,故提出一种基于PID模糊控制器的闭环泵控系统,以提高电控液压系统的响应特性、控制精度和电气化程度。通过分析闭式液压泵控系统的工作原理搭建系统的数学模型,并在MATLAB软件中构建该系统的仿真模型,验证了该控制系统的动态特性。仿真结果表明:基于PID模糊控制器的闭式泵控系统具有良好的动态特性和控制精度;响应时间由原PID控制的1 s减为0.8 s,系统超调量由6.5 mm降为4.2 mm,系统稳定时间从3.8 s减为2.5 s。     

起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统研究

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。     

旋耕机电液负载敏感系统能耗分析

针对液压旋耕机工作装置设计一套电液式定量泵负载敏感系统,相比较传统定流量负载敏感系统,采用永磁同步电机与定量泵结合替换三通压力补偿阀。给出液压系统原理图及系统控制框图,并搭建数学模型分析其控制策略,通过AMESim搭建系统仿真模型,仿真分析旋耕机工作装置各执行机构单独工作、复合动作时的功率曲线与能量曲线,分析系统的能耗情况。结果表明：该系统通过永磁同步电机动态地调节定量泵输出的流量,使定量泵输出功率跟随负载变化,从而减少系统的溢流损失,增加了旋耕机工作装置的能量利用率,提高系统的节能效果。     

压力-流量复合控制电液系统动力源的建模与仿真

针对电液伺服系统高能耗问题,设计一种压力-流量负载敏感复合控制动力源,利用Matlab仿真软件建立系统模型,依据实际工业设备工作时对负载压力和负载流量的控制要求,对系统动力源输出压力和流量进行仿真,验证压力-流量负载敏感复合控制动力源节能的可行性。这种动力源已应用在负载压力和负载流量变化大的钢管折弯压力机上。