多级液压缸换级缓冲仿真方法研究

某型号在作战流程中,导弹完成快速起竖后需将发射架快速回收到位,发射架起竖、下放时间及过程中的冲击响应对型号的作战准备时间及发射安全性有重要影响,多级起竖液压缸在发射架快速回收过程换级时会产生较大的冲击振动,为解决这一问题,液压缸在换级时研制了节流缓冲装置。针对此技术开展仿真方法研究,对液压系统起竖回路及缓冲装置进行了理论分析,基于某型号多级起竖液压缸建立机械液压联合仿真模型,通过与试验数据的对比,验证了该仿真方法的正确性,对控制流程优化和液压系统缓冲参数的确定具有指导作用。     

基于可视化方法的多级缸起竖系统运动可靠性仿真

对复杂液压系统的运动可靠性分析还没有形成一个成熟的理论体系。文章以某大型多级缸起竖系统为例,提出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,推导发射筒的起竖角度函数;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发射筒和液压油缸的运动,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。     

大型装置起竖系统智能积分控制仿真研究

构建了基于软件接口的大型装置起竖系统速度控制仿真框架,分别利用ProlE和ADAMS软件建立起竖机械系统多体动力学模型,利用AMESim软件建立起竖液压系统的模型,利用Simulink建立多级液压缸模型,利用S函数编制控制算法,并通过软件接口实现了多领域系统仿真模型的有机集成。针对起竖系统在起动、换级过程存在冲击的特点,利用正弦加速度函数对起竖速度进行规划,提出将仿人智能积分控制策略应用于起竖角速度跟踪控制中,仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。     

动态面滑模控制在大型液压起竖系统中的应用研究

针对大型液压起竖系统中的非对称液压缸建模问题,对系统负载流量和负载压力进行了重新定义,推导建立了起竖系统的非线性模型。为克服系统非线性和不确定性对起竖过程控制的影响,引入滑模控制和动态面控制,提出采用一种基于动态面滑模的控制策略,并给出了控制律。仿真结果表明,与PID控制、一般滑模控制相比,该控制方法有较强的抗干扰能力和良好的跟踪性能,提高了起竖过程的鲁棒性和稳定性。     

气体与液体混合驱动导弹快速起竖系统研究

为提高导弹起竖速度,提出气体与液体混合驱动起竖方式,建立了高压气瓶、活塞式蓄能器、2级液压缸、气体节流阀、液体节流阀的数学模型,完成了蓄能器驱动和高压气瓶驱动起竖的仿真研究以及气体与液体混合驱动快速起竖实验。研究结果表明：两种气体与液体混合驱动方案均可实现30 s内完成起竖;蓄能器驱动方案的控制方式简单,但蓄能器内压力较高,其体积和质量较大,过多能量消耗在加热液体上,适合轻载系统;高压气瓶驱动方案分别控制气体和液体,提出了复合控制方式,起竖前段对气体进行节流降低压力,能量损失较小,起竖后段对液体进行节流,完成负载的制动;实验结果与仿真结果的偏差满足要求,位移偏差在18 mm内,压力偏差在负载起动、制动和多级缸换级时较大,应采取缓冲措施以保证平稳快速起竖。     

基于AMESim和ADAMS联合仿真的发射平台起竖控制方法研究

建立发射平台起竖系统机械动力学ADAMS模型,液压AMESim模型,控制系统MATLAB/Simulink模型,实现发射平台起竖系统的多平台联合仿真,在此基础上对起竖过程控制方法进行分析研究,得到多级油缸基于角速度闭环控制方法的起竖控制模型。     

液压弹射机构动力系统研究

为实现液压弹射,提出一种液压动力系统技术方案,主要由高速液压缸、活塞式蓄能器、主阀和伺服阀组成。设计了新型液压缸缓冲结构,以避免液压缸活塞运动行程末端产生强烈的撞击与振动。论述了系统工作原理和设计方法,建立了系统的数学模型,采用数字仿真的方法对弹射和缓冲过程的特性进行了理论研究,并与实验数据对比且基本吻合,结果表明:动力系统能够在 70 ms 时间内使液压缸活塞运动速度达到7 m/ s,在12 mm 液压缸活塞缓冲行程内达到95%的缓冲效率。     

导弹液压起竖系统流量压力复合控制策略研究

导弹起竖系统的负载是时变的且存在超越负载，而采用位置闭环或开环控制方法时控制精度低，且在负载起动、制动过程中易产生较大的液压冲击。针对这一问题，提出负载口独立控制起竖过程的方法，液压缸的进口与出口分别由两个独立调节的节流阀控制，进口节流阀用来控制进油侧的流量，出口节流阀用来控制出油侧的压力，分别设计了基于计算流量反馈的流量控制器和基于压力闭环控制的压力控制器，实现了流量压力复合控制。完成了控制策略的起竖试验验证，通过与位移闭环控制效果对比得出结论：基于负载口独立的流量压力复合控制策略减小了起竖过程的压力冲击，提高了系统控制精度。     

基于电液比例技术的快速自动调平系统

发射车4点支撑式车体快速自动调平系统用一双轴液体摆作为水平度敏感元件,以4组单杆活塞液压缸和电液比例流量阀为核心的液压系统作为调平执行机构,用计算机对调平过程进行控制。采用基于4点支撑的位置误差控制调平方法,多点同时调节,调平速度快,稳定性好。通过计算机控制逻辑,控制电液比例流量阀控制电流大小,实现对流量的精确调节,调平过程平稳。     

三偏心快关阀液压系统的动态特性仿真

针对以三偏心蝶阀作为快关阀系统的功能要求,设计快关阀液压系统,并建立仿真模型.该快关阀系统由启闭、控制及驱动3部分组成.要求系统可实现慢开、快关、游动和手动急停4种开关方式.为了使设计的液压系统能够满足系统的功能要求,需要对液压系统动态仿真.先进行快关阀开阀过程液压系统动态仿真,再进行关阀过程动态仿真.通过对该快关阀系统的动态响应试验实测表明,仿真与实测结果一致.     

导弾起竖过程的载荷研究

基于导弹起竖过程中起竖机构的转动运动函数和转动微分方程，分别建立了该过程中由于重力所产生的系统重力矩计算模型，风向与起竖平面平行的风载荷计算模型，以及起竖油缸作用力的计算模型。考虑到计算模型的非线性和时变性，在Matlab/Simulink中采用变步长的Runge-kutta法对模型进行了仿真计算，得到了起竖角度、风作用力矩、起竖力等参量随时间变化的仿真曲线。通过对仿真曲线进行分析，对机构起竖过程中的转动角度、起竖油缸无杆腔流量、风载荷和起竖力等系统参量的特性有了定量的认识。研究结果可以为起竖液压和控制系统的设计和优化提供参考。     

火箭多级筒燃气弹射动力学特性及影响因素

为提高火箭弹射的性能,研究一种新型改进火箭多级筒燃气弹射装置的安全性,对其弹射过程中结构的动力学特性及发射过程中的影响因素进行比较分析。使用有限元方法对该弹射装置的弹射过程进行仿真,将弹射出的火箭位移、速度、俯仰角等结果与实验结果进行对比,验证有限元计算模型的有效性。在有限元模型基础上分析筒节间隙、推力偏心和发射角度对多级筒弹射安全性的影响。分析结果表明：发射角度是弹射安全性的主要影响因素,筒节间隙和推力偏心是次要影响因素,火箭弹射偏转、筒节间相互作用力和横向最大位移增大都是这些因素影响弹射安全性的主要表现;当活塞筒筒节间隙扩大到0.3 mm或发射角度偏转到3°时,会对发射安全性产生较大的威胁。     

基于高压储能的特种车辆快速起竖技术与验证

围绕特种车辆重负载下的快速起竖需求,针对气液混合驱动方法较难达到15s内起竖的问题,开展了对传统气液驱动方式与起竖结构的优化研究。采用高压蓄能器驱动三级缸起竖的方案,结合实际需求优化三铰点起竖结构与缓冲装置,利用AMESim软件对快速起竖方案进行了仿真验证,并搭建实验样机进行快速起竖实验验证。实验结果表明：该方案通过高压蓄能器驱动起竖机构,通过迅速释放装置中储存的高压气体来推动蓄能器中的活塞,使液压油快速流入液压缸中,并通过节流的方式进行换级与末段缓冲,可实现大负载下12.7 s起竖至95.3°,再耗时1.8 s达到振幅小于1°,起竖角度稳定在95°,快速起竖过程共用时14.5 s,相比传统液压泵驱动起竖提高71.5%。由于实验样机车身跨距较大,受多级缸换级冲击影响,由实验样机弹性形变导致换级时振幅变大,所以还需对实验样机缓冲结构进一步优化,以保证起竖过程的平稳性。     

基于模糊控制的三通阀控缸系统仿真

针对非线性时变系统的控制要求,对零开口三通伺服阀控制差动缸系统进行仿真研究。根据三通阀控缸系统的物理模型和框图建立系统数学模型和动态方程,采用适合非线性时变系统控制要求的模糊控制策略,在二维模糊控制器的基础上建立了非线性系统仿真模型,并进行Simulink仿真。仿真结果表明:该模糊控制策略是合适的,能满足系统的控制性能。     

液粘调速系统双闭环控制设计

基于液粘调速系统理论,建立了由电液比例减压阀和液粘离合器组成的液粘调速系统Simulink模型,以控制在液粘调速过程中负载转速和电液比例减压阀压力输出稳定为目的,设计了以转速和油压为控制目标的液粘调速双参数控制策略,并通过仿真计算与试验验证,结果表明,该控制策略液粘调速系统稳态工作时转速输出稳定,动态控制特性效果良好.     

Dynamic Simulation for Missile Erection System

In order to study the dynamic characteristics of the missile erection system, it can be considered as a rigid-flexible coupling multi-body system. Firstly, the actual system is abstracted as an equal and simplified one and then the forces applied to it are analyzed. Secondly, the rigid-flexible coupling dynamic simulation for erection system is accomplished by use of the system simulation software, for example Pro/E, ADAMS, ANSYS, MATLAB/Simulink, etc. Finally, having the aid of simulation results, the kinetic and dynamic characteristics of the flexible bodies in erection system are analyzed.The simulation considering the erection system as a rigid-flexible coupling system can provide valuable results to the research of its kinetic, dynamic and vibrational characteristics.