二、液压传动分度回转工作台

由于液压传动技术的发展,所以越来越多地采用液压通用动力部件(如液压动力滑台、液压镗孔车端面动力头等)组成组合机床及组合机床自动线。在这类机床上广泛地应用了各种液压传动的分度回转工作台。在机械传动的组合机床上也有用液压回转工作台的,但比较少。 液压分度回转工作台大多用油缸驱动。驱动油缸基本上有两种型式:一种是用往复式直线运动的油缸,活塞杆兼作齿条,即所谓的用油缸——齿轮齿条直接或间接地与工作台回转轴上的齿轮啮合实现分度传动;另一种则是用回转油缸直接或间接地驱动工作台台面回转。     

转阀式液压助力转向系统建模与仿真分析

考虑了汽车液压助力转向器中的机械子系统与液压子系统,建立了相应的数学模型并利用Matlab/Simulink控制系统仿真软件建立了汽车液压助力转向系统的仿真模型.仿真分析了活塞有效面积、扭杆刚度和系统供油流量的变化对系统响应的影响情况,结果表明:增加系统供油流量、减小扭杆刚度都会使转向器的助力油压增大,此时齿条的位移将增大从而使稳定时间延长;活塞有效面积的大小几乎不影响助力油压的大小,齿条助力将随活塞有效面积成正比例变化.     

载重汽车液压挡土装置传动机构优化

对重型自卸车车厢顶盖液压启闭装置的扇形轮驱动机构、链条驱动机构、液压杠杆通过法兰盘连接齿条驱动机构、车厢顶盖单侧反转机构和液压缸体上安装齿条驱动机构的工作原理和性能进行比较分析。结果表明:不论是在空间安排上还是在稳定性上,液压缸体上安装齿条驱动机构都具有前几种系统不能比拟的优势,值得推广。     

带动压反馈的质心测量系统电液伺服控制方法

质心测量系统用于大型重载车辆的质量及质心位置的测量,具有俯仰和横滚两个运动自由度.系统采用三点支撑加双缸驱动方案,驱动系统采用液压伺服控制,保证了平台运动的平稳性与准确度.建立了非对称阀控非对称缸的动力机构数学模型以及系统仿真模型.分析了采用动压反馈校正前后单通道控制系统的闭环频率特性和响应特性,仿真结果验证了动压反馈校正是有效的.     

盾构刀盘变转速液压驱动系统节能仿真分析

介绍了盾构刀盘变转速液压驱动系统,采用AMESim仿真工具对系统进行了仿真建模分析.仿真结果表明,变转速液压驱动系统和变排量液压驱动系统在大负载(即额定功率下)情况下两系统能耗接近相等,但在低负载下变转速液压驱动系统比变排量液压驱动系统效率更高,更节能.     

三自由度船用电梯试验台的设计及仿真

船用电梯在摇摆环境中的位姿变化可以通过船用电梯摇摆台的试验研究来实现。针对船用电梯负荷较大,采用液压驱动方式设计了三自由度船用电梯试验台,利用ANSYS软件对试验台中关键零部件台板进行了有限元分析,分析结果表明设计符合要求。利用Pro/E机构分析模块对试验台进行了运动仿真,得到了各个液压缸的运动参数,为之后的控制系统设计提供了数据支持。     

基于非对称缸的液压齿轮齿条转向器模拟测试实验台设计与研究

针对齿轮齿条转向器测试系统为对象,建立非对称缸的液压齿轮齿条转向器测试系统AMESim仿真模型,分析对称阀控非对称缸的速度特性。开发了基于Simulink/XPC Target模块环境下的实时在线监测控制系统。搭建了非对称缸的液压齿轮齿条转向器模拟测试实验台,实验结果证明,实物仿真结果和AMESim仿真结果有较好的一致性。     

基于Fuzzy-PID的单自由度液压实验台控制特性分析

针对单自由度液压实验台的高控制性能要求,对单自由度液压实验台液压控制系统的动态控制特性进行分析。分析单自由度液压实验台的工作原理及液压控制系统主要元部件的数学模型;对Fuzzy-PID控制器进行分析与设计;在AMESim-MATLAB中构建单自由度液压实验台液压控制系统的联合仿真模型。对采用Fuzzy-PID和常规PID控制的单自由度液压实验台的控制特性进行对比分析。结果表明:采用Fuzzy-PID控制的单自由度液压实验台具有优良的伺服跟踪性能。     

棒料高速剪切机液压系统设计与动态特性研究

研制和开发了采用液气联合驱动、径向夹紧的棒料高速剪切机液压系统,介绍了液压大系统建模理论与方法.应用液压大系统建模方法建立了数学模型,构建了仿真模型,对棒料高速剪切机液压系统动态特性进行了建模与仿真研究.实践表明:采用液气联合驱动、径向夹紧的棒料高速剪切机,生产效率高,棒料剪切断面质量得到显著提高.仿真结果表明:液压系统具有良好的动态特性,液压大系统建模方法与理论可广泛应用于液压系统动态特性分析.     

基于位置姿势控制的并联机械手运动误差仿真分析

针对并联机械手液压驱动的运动位移和角位移跟踪误差较大问题,设计了自整定模糊前馈PID控制系统,并对运动位移和角位移误差进行仿真验证。创建了液压驱动并联机械手平面简图,推导出二自由度并联机械手运动位移和角位移方程式。设计了自整定模糊前馈PID控制器,采用MATLAB软件对并联机械手运动位移和角位移跟踪误差进行仿真,并且与模糊PID控制方法进行对比。结果表明:采用模糊前馈PID控制器优于模糊PID控制器,二自由度并联机械手运动位移和角位移跟踪误差较小。采用模糊前馈PID控制器,二自由度并联机械手跟踪误差波动幅度较小,提高了并联机械手运动追踪精度。     

基于AMESim的旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统设计与建模仿真分析

设计了旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统,分析锚杆钻机工作时,液压冲击系统、推进系统、回转机构(转钎)液压回路及钻机防卡钎回路的工作原理,根据抽象设计变量理论,推导出锚杆钻机性能参数冲击能E、冲击频率f和输出功率N与液压冲击器工作流量Q(或工作压力p)及活塞回程加速行程Sj的关系,采用AMESim软件对其进行建模仿真,根据仿真曲线分析了锚杆钻机在冲击钻进时,系统工作压力和推进力对液压冲击器活塞行程、冲击能、冲击频率和冲击器功率的影响。仿真结果验证了液压驱动控制系统设计的合理性和可行性,为锚杆钻机液压驱动系统设计提供了理论基础。     

基于SIMULINK的液压驱动卧螺离心机调速特性仿真

针对电机驱动差速器的卧螺离心机存在的不足,提出采用液压方式驱动的卧螺离心机。本文对卧螺离心机液压系统进行分析,建立了系统的数学模型,并用MATLAB提供的SIMULINK软件包对系统的调速性能进行了仿真分析。仿真结果可为液压驱动卧螺离心机的调速操作和液压系统设计提供参考。     

5.5m×4m声学风洞尾撑系统机电液联合建模与仿真研究

5.5 m×4m声学风洞尾撑试验装置采用液压驱动,用来控制模型的迎角和侧滑角,具有4个自由度,是一个复杂的机电液系统.利用Motion/AMESim仿真平台对该尾撑系统进行了机电液一体化建模和联合仿真研究.结果表明:该尾撑系统可以实现模型姿态角的精确控制,满足设计要求.同时也说明Motion/AMESim仿真平台在风洞设计中具有广阔的应用前景.     

6自由度液压机器人的自抗扰控制

为提高6自由度液压机器人电液驱动系统的控制性能,针对电液位置伺服系统的非线性和不确定性,建立了6自由度液压机器人后臂电液位置伺服系统的数学模型,提出了3阶自抗扰控制方案,通过对系统内扰和外扰进行估计和补偿,实现对位置的控制。仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器不仅能满足系统对快速性和准确性的要求,而且还能有效抑制负载突变或未知扰动对系统性能的影响,与传统PID控制相比,其具有更强地鲁棒性和抗扰动能力,能满足6自由度液压机器人控制系统动态性能的基本要求。     

电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示：采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。     

某型航天发射塔电缆摆杆喘行问题研究

针对某型号发射塔电缆摆杆存在喘行问题,采用现代测试技术对摆杆系统的机械、液压分系统运行状态进行检测。通过对测试信号的分析处理,研究了摆杆液压驱动系统动力特性、齿轮齿条传动系统特性,找出电缆摆杆系统喘行原因,并提出相应改进措施。该研究成果对提高航天发射塔电缆摆杆系统的可靠性,保证航天发射任务的安全性具有重要现实意义。     

基于AFS和DYC集成控制的分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制

为提高分布式驱动电动汽车行驶稳定性,基于模型预测控制提出一种将驱动电机和各执行器的饱和输出力矩作为控制输入约束、将横摆角速度作为输出约束的汽车稳定性控制方法。建立2自由度的车辆状态空间模型作为预测模型,计算跟踪期望横摆角速度所需的附加横摆力矩,考虑电机和液压制动系统等约束设计三种控制分配算法,将上述算法应用于四轮驱动的7自由度整车模型进行仿真,结果表明:以轮胎负荷率平方的方差与均值加权最小为目标的优化控制分配方法,可有效提高分布式驱动电动汽车的横摆稳定性。     

大模数齿轮齿条副单齿啮合强度分析与实验验证

大模数齿轮齿条驱动式起升机构服役环境和运行工况复杂、系统组件之间的相互耦合性日益增强,在多齿-单齿-多齿交替的运行周期中,单齿啮合较多齿啮合承载应力更大,因此,需要对单齿啮合的强度和刚度变化进行分析,提高齿轮齿条副承载能力研究的准确性。以三峡升船机为研究对象,搭建立式齿轮齿条起升机构传动系统工况模拟实验台,研究其中6种工况,对齿轮齿条起升机构的接触强度和弯曲强度进行理论分析,使用有限元软件对单齿工作期间内的两种应力及刚度变化进行仿真分析,并与理论分析进行比较,最后通过实验验证理论与仿真的准确性,误差均在10%左右。仿真分析结果表明:各工况下单齿啮合刚度随着转角和载荷的增加而增大,强度的变化趋势与其一致。     

玉米收获机割台和升运器的液压驱动系统设计

割台是摘取玉米果穗的执行机构,升运器是输送玉米果穗的工作装置,它们都是玉米收获机核心工作部件,其工作性能的优劣直接影响整机的使用性能。考虑到割台和升运器的工作特点,同时充分发挥液压驱动系统的优势,设计和分析了两种玉米收获机割台和升运器的液压驱动系统,分别为阀控型液压系统和泵控型液压系统。在分析两种系统各自优缺点的基础上,得出泵控型液压系统为优选方案,为玉米收获机动力传动系统的设计提供理论基础。     

舰载箱式无人机发射系统的设计

作为舰载无人机系统的重要组成部分,无人机的发射环节一定程度上影响了无人机系统的作战效能。为了提高无人机发射效能和非战时维护贮存能力,针对舰载小型无人机系统,提出了一种舰载箱式无人机发射系统的设计方案。该系统采用贮运发一体结构,由大型贮运传动箱体、发射平台以及推拉机构组成,贮运传动箱体由机械框架结构和气动及液压系统组成,由PLC控制实现传动自动化可视化;发射平台由二自由度位置伺服系统构成,采用交流永磁同步伺服电机驱动,从而使系统可获得舰体摇摆状况下的高精度传动与发射;推拉机构的设计,使得发射平台可以在两个贮存箱体之间切换,实现多箱无人机共用同一发射平台,减小系统占据舰艇空间。该系统可有效提高无人机维护保养能力和发射效能。