对称四通阀控液压缸建模研究

根据对称阀控非对称液压缸的特性,重新定义了负载压力和负载流量,推导出同时适用于对称阀控非对称液压缸和对称阀控对称液压缸的数学模型,为对称阀控液压缸系统的稳态和动态特性分析及液压控制回路的创建提供了理论依据。     

阀控非对称液压缸同步系统建模研究

针对对称伺服阀控制非对称液压缸的特点,按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量,推导了阀控非对称液压缸的数学模型。     

广义脉码调制液压伺服控制的研究

提出了广义脉码调制液压伺服控制,研究了用开关阀代替比例阀或伺服阀实现液压伺服控制的理论和方法。分析了开关阀控非对称液压缸伺服系统的动静态特性。为减少力负载对液压位置伺服控制精度的影响,设计了负载观测器;利用观测出来的等效负载进行反馈控制,抑制力负载干扰的影响,提高液压位置伺服控制的精度。     

阀控非对称液压缸同步系统建模研究

针对对称伺服阀控制非对称液压缸的特点，按能量守恒原则重新定义了负载压力和负载流量，推导了阀控非对称液压缸的数学模型。     

阀控液压缸机构的负载压力和流量

根据功率匹配原则，讨论了阀控非对称动力机构（阀控单活塞杆液压缸）的负载压力PL和负载流量QL，以供对其静动态特性研究及优化设计作参考。     

含双重补偿的液压缸位置同步控制

非对称液压缸同步控制系统在大型、重型工业设备中应用广泛,其同步性能和响应速度直接影响设备的稳定运行。为了进一步优化对称阀控非对称液压缸同步系统,对阀控非对称液压缸进行建模分析。基于非对称液压缸特性及负载变化范围大的特点,提出了模糊补偿控制方法来提高液压缸的响应速度;针对液压缸的同步问题,设计了交叉耦合的前馈补偿控制方式来缩小同步误差。利用AMESim搭建液压回路系统模型作为控制对象,并联合Simulink搭建控制系统进行仿真。仿真结果表明:相比于改进前,在负载不断变化且具有偏载的情况下,含双重补偿的同步控制可以明显减小液压同步系统的跟踪误差与同步误差。     

阀控液压缸动力机构通用非线性建模与试验验证

在分析阀控液压缸动力机构工作原理的基础上,应用流量和力平衡方程建立了阀控液压缸动力机构的非线性状态方程数学模型,并运用该模型分别对某六自由度实验平台的对称阀控制非对称缸电液伺服系统和某实际非对称阀控制非对称缸电液伺服系统的压力特性进行仿真分析,通过仿真和试验结果的对比,验证了所建阀控液压缸动力机构非线性状态方程数学模型的正确性。该数学模型具有通用性,可用于各类阀控液压缸系统的仿真、设计和控制策略等的理论研究。     

基于负载匹配的阀控液压缸匹配特性研究

阀控缸系统作为飞机结构强度试验中至关重要的设备之一,其工作状态的性能直接影响着试验的可靠性和安全性。通常情况下采用经验公式进行伺服阀和液压缸的选取,该方法存在较大的匹配误差,很容易造成伺服阀选择偏小或者功率利用率较低,且伺服阀未工作在最佳状态。因此,采用负载匹配的方法,通过液压缸的负载特性曲线与伺服阀的压力-流量特性曲线之间的关系,结合实际试验件特性以及试验所采用的设备,提出一种伺服阀与液压缸的选择方法,为飞机结构试验阀控缸系统的选型和设计提供依据,使试验设备工作状态得到较大改善。     

背压对阀控缸液压系统动态性能的影响

根据三通阀控非对称液压缸系统和四通阀控非对称液压缸系统的背压作用特点,分别建立两种系统包含背压的数学模型,以方框图和传递函数为工具分析背压对系统动态特性的影响,为优化阀控非对称液压缸系统提供依据。     

立式非对称液压缸输出力控制系统的状态方程研究

研究在一定作用力下试件的动态特性时需要对非对称液压缸力控制系统进行研究。以液压缸输出力为加载控制对象,考虑到立式液压缸的活塞重量对系统的影响,分别从非对称液压缸正、反行程两方面对其进行了研究。在讨论了伺服阀的负载压力—流量特性、油缸负载流量方程和油缸的力方程三方面的基础上,建立了液压缸输出力和伺服阀阀芯位移之间的状态方程。     

基于S7-300的比例阀控液压缸的PID静态补偿控制

分别建立对称阀控非对称液压缸在有杆腔进油和活塞腔进油时的数学模型,使用MATLAB/Simulink分析液压系统在这两种进油情况下的动静态特性,结果表明,液压系统在两种进油情况下系统超调量、调节时间、振荡次数等几个方面存在较大差异。为补偿系统这种非对称性,以S7-300 PLC作为控制器的基础上提出了PID静态补偿控制策略。在疲劳加载试验台上对这一控制策略进行试验验证,试验结果表明,采用PID静态补偿策略很大程度上提高了系统的响应速度及精度。     

不同形式阀口对数字液压缸性能影响的研究

四通换向阀是数字液压缸重要的组成元件,其阀口形式和尺寸与数字液压缸动态响应特性息息相关。讨论了长方形、U形和三角形3种不同形式的阀口结构,建立其阀口等效通流面积数学模型,得到其流量特性曲线。使用AMESim软件完成了数字液压缸模型的搭建并定义阀口形式和结构参数,研究了不同形式阀口对数字液压缸动态特性的影响。研究结果表明:长方形阀口流量增益最大,因此在液压缸运动所需流量相同的情况下,长方形阀口阀芯位移最小,U形和三角形阀口阀芯位移是长方形阀口阀芯位移的1.59和2.38倍;液压缸稳定运行阶段,长方形阀口形式下的活塞位移误差为1.41 mm,比其他两种形式阀口小73%和110.6%,而长方形阀口时活塞最终位移误差为0.51 mm,比其他两种形式阀口小7.8%和15.7%。最后通过数字液压缸性能测试试验进行验证。     

非对称阀控制非对称缸位置伺服系统理论分析与试验研究

建立了非对称阀控制非对称缸非对称动力机构的数学模型,推出了活塞正反向运动时的位移和负载压力的传递函数。结合理论分析,在运动台上作试验研究,得出非对称阀控制非对称缸系统能够消除输出位移在正反向的不对称性,并在一定程度上消除活塞换向瞬间的压力跃变。     

液压高速冲击模拟系统

设计了一套液压式高速冲击模拟系统。采用高压蓄能器供油，通过伺服阀控缸系统将液压能转换为冲击能，模拟冲击速度与加速度的动态变化过程，并且具有冲击角度调整功能。介绍了液压冲击模拟系统的组成与工作原理，重点分析了液压冲击机构；建立了基于蓄能器供油的伺服阀控缸系统动态模型，分析了其简化模型和基本特性；分析了冲击动态模型中各参数对于冲击过程的影响。最后介绍了液压冲击模拟系统的原理样机，并给出了冲击试验数据。     

Output characteristics of a series three-port axial piston pump

Driving a hydraulic cylinder directly by a closed-loop hydraulic pump is currently a key research area in the field of electro-hydraulic control technology,and it is the most direct means to improve the energy efficiency of an electro-hydraulic control system.So far,this technology has been well applied to the pump-controlled symmetric hydraulic cylinder.However,for the differential cylinder that is widely used in hydraulic technology,satisfactory results have not yet been achieved,due to the asymmetric flow constraint.Therefore,based on the principle of the asymmetric valve controlled asymmetric cylinder in valve controlled cylinder technology,an innovative idea for an asymmetric pump controlled asymmetric cylinder is put forward to address this problem.The scheme proposes to transform the oil suction window of the existing axial piston pump into two series windows.When in use,one window is connected to the rod chamber of the hydraulic cylinder and the other is linked with a low-pressure oil tank.This allows the differential cylinders to be directly controlled by changing the displacement or rotation speed of the pumps.Compared with the loop principle of offsetting the area difference of the differential cylinder through hydraulic valve using existing technology,this method may simplify the circuits and increase the energy efficiency of the system.With the software SimulationX,a hydraulic pump simulation model is set up,which examines the movement characteristics of an individual piston and the compressibility of oil,as well as the flow distribution area as it changes with the rotation angle.The pump structure parameters,especially the size of the unloading groove of the valve plate,are determined through digital simulation.All of the components of the series arranged three distribution-window axial piston pump are designed,based on the simulation analysis of the flow pulse characteristics of the pump,and then the prototype pump is made.The basic characteristics,such as the pressure,flow and noise of the pumps under different rotation speeds,are measured on the test bench.The test results verify the correctness of the principle.The proposed research lays a theoretical foundation for the further development of a new pump-controlled cylinder system.     

阀控非对称液压缸泄漏问题的分析研究

液压缸的泄漏是液压系统比较常见的故障。本文利用状态方程建立阀控非对称液压缸的数学模型，利用MATLAB软件对所建立的状态方程模型进行仿真分析，以确定液压缸泄漏量的变化对液压系统动态特性的影响。     

基于定量反馈理论的液压机器人单关节鲁棒控制器

液压机器人单关节性能直接影响机器人整体控制性能,液压系统参数的不确定性和时变性降低了机器人单关节控制精度和响应速度,因此要求机器人单关节控制器具有鲁棒性。建立了伺服阀控制摆动液压缸数学模型,分析了系统参数的不确定性,应用定量反馈理论 (QFT)设计了单关节鲁棒控制器。仿真表明,该控制器对斜坡干扰和正弦干扰都具有较强的鲁棒性,实验验证了控制算法的正确性。     

双定子多输出泵控差动缸回路的研究

针对现有泵控差动缸液压技术的不足,基于双定子多输出泵提出了新型双定子多输出泵控差动缸液压系统。在多输出定量泵和多输出变量泵的基础上,分别设计出两种新型泵控差动缸液压回路。两种新型液压回路是通过多输出泵中内、外泵排量比来补偿差动缸两腔有效面积比,进而通过单向阀实现精确补偿,其很大程度上提高了系统能量效率,其中多输出定量泵可通过切换多输出泵中内、外泵的连接方式,来补偿多种差动缸的不对称流量,提高了多输出泵的适用性。同时对该新型液压回路搭建了试验测试平台,试验结果表明:多输出泵控差动缸液压回路可解决差动缸流量不对称问题,实现差动缸两方向运动速度相同的目的。试验结果和理论分析基本一致,证明了理论分析的正确性。     

考虑阀口误差的阀控非对称液压缸系统建模、仿真与试验

从解决比例阀控制非对称缸系统存在的超压问题入手,分析因加工误差引起的各阀口重叠量不一致这一非线性因素对系统性能的影响,建立考虑阀口误差的阀控非对称缸系统的非线性状态方程模型和键图模型。应用这两种非线性数学模型分析一实际非对称阀控制非对称缸系统的压力特性,与试验结果的对比分析验证了所建的非线性数学模型的正确性。仿真和试验研究揭示比例阀控制非对称缸系统的阀口误差对系统性能影响较大,往往是引起有杆腔压力超过供油压力的主要原因。通过大量仿真研究获得了阀口误差与系统超压之间的关系,研究表明适当提高比例阀阀口的加工精度有利于消除超压现象和提高系统的性能,进而建议将某些比例阀阀口误差控制在最大阀位移的0.5%以内。给出的两种非线性数学模型具有通用性,可用于对各类阀控缸系统进行系统仿真、设计和控制策略等方面的理论研究工作。