基于缝隙理论的新型数字液压缸研究

介绍了一种新型数字液压缸,该数字液压缸采用一种基于缝隙理论的数字阀,通过对数字阀的小流量控制来实现数字缸的微量进给和速度控制。步进电机接收到数字脉冲信号,驱动数字阀芯移动,通过改变数字阀阀芯的缝隙值来控制液压缸输入流量,从而有效提高了数字液压缸微进给控制精度。对数字液压缸系统进行分析,建立了精确的数学模型,推导了控制系统的传递函数和方框图,并利用AMESim仿真软件对其液压系统进行仿真分析,得到了数字液压缸位移、流量与数字阀缝隙变化的相对关系。     

2D阀控大流量高速开关阀的研究

为控制高速液压缸设计了大流量高速开关阀,开关阀采用二级结构,先导阀为2D高频伺服阀,主阀为大通径滑阀。主阀采用并联双节流边的结构,减小主阀芯行程,减小所需导控流量,减小阀芯尺寸及质量,提高主阀动态响应特性。主阀采用负开口设计,设置死区,确保主阀完全导通过程的快速性。对主阀芯进行了动力学分析,并在MATLAB上建立了阀芯开启时的运动模型,进行了仿真研究。     

电液谐振疲劳试验新方法

研究2D高频转阀控制液压缸实现谐振疲劳试验新方法。提出2D高频转阀控制单出杆液压缸谐振疲劳试验方案,2D高频转阀阀芯可以双自由度运动,阀芯旋转运动可以控制系统激振频率,阀芯轴向滑动可以控制系统输出载荷力幅值,液压缸无杆腔初始容积变化可以控制系统谐振频率。建立2D高频转阀、单出杆液压缸和阀控缸系统的数学模型,建立阀控缸系统的Simulink非线性仿真模型,仿真研究液压缸无杆腔定初始容积时阻尼对系统输出载荷力幅频特性、相频特性和系统流量的影响,及谐振工况时载荷力波形失真度和载荷力幅值控制方法。试验结果验证了电液谐振疲劳试验新方法的可行性。该方案能有效提高电液疲劳试验的谐振频率,拓展电液高频疲劳试验机在工程领域的应用范围。     

高速开关电磁阀力控系统线性增压控制研究

针对防抱死制动系统线性增压需求,建立某高速开关电磁阀阀芯力平衡数学模型,给出阀芯平衡状态附近线性化增量微分表达式,建立液压缸压力变化数学模型,给出液压缸压差的增量表达式,得到高速开关电磁阀力控系统压力和通电电流的传递函数。通过某高速开关电磁阀电磁场和流场的有限元分析,得到阀芯所受电磁力、阀芯所受液压力及流量随阀口开度的变化曲线,研究电磁力、液压力与流量之间的定量关系,阐述高速开关电磁阀力控系统线性增压基本原理,给出力平衡点的稳定条件,提出能够实现线性增压的控制方式;结合流场、电磁场分析结果建立某高速开关阀整体模型,对电磁阀开启过程进行仿真,并进行线性增压试验,验证了该控制方式对于恒流量输出的可行性和仿真计算方法与结果的正确性。     

双活塞组合液压缸系统建模与仿真分析

双活塞组合液压缸具有负载自适应及速度变换的特点,文中以其为研究对象,根据液压缸工作原理及结构形式建立双组合液压缸的数学模型,并由AMESim仿真软件建立液压缸的系统模型,通过系统仿真对双活塞组合液压缸参数随运动的变化情况进行分析,同时,对切断阀三角槽、阀芯形状、阀口直径的改变对液压缸系统动态性能的影响进行研究。该研究对双活塞组合液压缸系统设计和节能研究具有重要意义。     

具有三级结构的新型双阀芯多路阀的分析与应用

针对现有负载口独立控制双阀芯多路阀结构复杂，控制难度大的问题，结合负载敏感压力补偿技术，提出了一种具有三级结构的新型双阀芯多路阀，该阀结构简单紧凑，控制方便可靠，应用场景灵活多变。结合新型双阀芯多路阀在起重机卷扬动作控制上的应用，基于AMESim软件对其进行了仿真分析。仿真结果表明新型双阀芯多路阀具有较好的电流-流量特性、负载敏感特性，同时，与传统负载敏感系统相比，该双阀芯多路阀负载敏感系统节能效果优势明显。     

核环境机器人电液比例位置系统动态特性分析

为研究和提高某一型号核环境机器人液压系统的动态特性,基于AMESim软件建立了电液比例阀位置系统的PID控制仿真模型,对系统中的比例阀阀芯和液压缸活塞杆的位移及液压缸无杆腔的流量、压力特性进行了仿真分析研究,并运用单一因素法研究系统的动态特性.系统仿真实验结果表明:在标准范围内适当降低比例阀的阻尼比,提高动力元件的固有...     

一种新型电液比例阀的模糊控制研究

在介绍了国外一种基于双阀芯控制的新型电液比例阀的结构和工作原理的基础上,建立了该阀的数学模型,并指出了该阀在先导阀-主阀环节的传递函数与经典阀控对称液压缸的传递函数的不同。应用Matlab/Simulink设计了Fuzzy-PID双模模糊控制器,并对系统进行了仿真研究。仿真结果表明采用Fuzzy-PID双模模糊控制策略控制主阀芯是行之有效的。     

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AMESim的双活塞组合液压缸系统仿真研究

以速度变换和负载自适应的双活塞组合液压缸为研究对象,根据液压缸的结构特点和工作原理进行了相关方程的推导并建立了数学模型。利用AMESim软件搭建了液压缸系统模型,由仿真得到双活塞组合液压缸运动过程中参数变化的动态曲线并分析得出相关结论。同时,研究了切断阀阀口直径、切断阀阀芯形状和三角槽对液压缸动态性能的影响,为双活塞组合液压缸系统的节能研究及设计应用提供了重要的理论支撑。     

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。     

差动阀控非对称缸系统的稳态特性分析

差动阀是具有R型机能的比例方向阀,无需借助外部元件,即可构成差动回路。通过推导得出了差动阀控非对称缸系统在稳态下系统的压力特性、承载范围和速度-负载特性。与常规阀控非对称缸系统进行对比分析,指出了差动阀控非对称缸系统一些独有的特性,如空载下油缸正反向速度增益相等、伸杆时差动阀的通流能力小于标准控制阀等,并对差动阀的选型和使用进行了讨论。     

基于数字流量阀负载口独立控制系统

负载口独立控制技术解决了传统阀控缸系统操纵性和节能性难以同时达到最优的问题,但负载口独立控制系统在恶劣工况下,控制器的抗干扰能力可能成为制约负载口独立控制技术广泛应用的一个关键问题。提出将PWM控制的新型数字流量阀应用于负载口独立控制系统中,介绍了新型数字流量阀结构及负载口独立控制系统原理,提出了对液压缸两腔流量、压力分别进行复合控制的控制策略。通过SimulationX软件建立系统仿真模型,对液压缸典型工况进行仿真分析。结果表明：通过对系统进行前馈 反馈复合控制,当载波频率大于40 Hz时,基于数字流量阀的负载口独立控制系统能够实现对液压缸速度的平稳控制。     

变量泵、比例阀和蓄能器复合控制差动缸回路原理及应用

提出用单台变速泵或伺服泵,结合蓄能器和旁通比例节流阀复合控制差动缸,改善注塑机能量效率的回路原理。液压泵仅在液压缸进给过程工作,蓄能器存储液压缸运动和制动过程的能量并用作液压缸回程的动力。比例节流阀控制液压缸回程的运动速度,通过新提出的流量校正原理,消除蓄能器内压力变化和负载对阀流量的影响,使液压缸的速度能够实时跟踪预定的轨迹。同正反向都采用泵驱动的原理相比,可消除回程中电动机制动产生的能耗。研究表明,新的回路原理可满足注塑机控制性能的要求。     

高速开关式位置伺服系统的模糊控制器的研究

四个高速开头阀经过恰当的组合,用PWMA方法可以对双作用油缸的位置和方向进行控制。为了克服液压系统建模的复杂性和阀控缸的非线性对传统控制算法的影响,设计了一种模糊控制器,实现了PWM高速开头阀控液压缸位置系统的精确控制。试验证明：模糊控制是对高速开头阀进行控制的有效工具,它为高速开关阀在工程中的应用开辟了广阔的前景。     

双喷嘴挡板伺服阀前置放大器的流场分析

运用FLUENT软件对伺服阀双喷嘴挡板级进行了三维流场分析,获得了不同喷嘴挡板距的控制压力和恢复流量,运用二次函数拟合得到控制压力与恢复流量的数学模型,并分析了喷嘴挡板内部流道对伺服阀性能的影响。     

高频电液数字转阀阀口气穴现象研究

借助FLUENT软件对高频电液数字转阀(简称2D数字阀)阀腔流场进行研究,主要对阀口极端环境时的气穴变化规律进行深入探索,揭示2D数字阀阀芯高速旋转时阀口气泡析出、发育过程及溃灭特性对阀口流量的影响。研究结果表明,气穴现象不仅会造成流量阻塞,而且气泡溃灭引起的压力脉动还会对系统形成强非线性干扰,影响阀口输出波形的精度和阀控液压缸激振系统的稳定性。     

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.     

燃气发动机节气门与放气阀耦合控制分析

燃气发动机采用节气门控制进气流量,采用放气阀控制进气增压,通过实际进入缸内的空气量结合理论空燃比计算得到的燃气量来控制燃气喷射和点火。分析了节气门控制、放气阀控制与两者耦合控制,并对节气门与放气阀的耦合控制进行试验、标定,最终得到兼顾燃气发动机动力性和经济性的最优控制方法。