基于Fluent高压气动驱动系统的仿真研究

为获得某高压气动负载驱动系统的驱动特性,建立其包含储气瓶、控制阀和气缸进气腔的三维模型,基于流场仿真软件Fluent平台,运用动网格技术和UDF实现了该驱动系统的动态仿真,得到三维流场压力、速度等随时间变化和气缸活塞的运动特性。通过改变系统参数,分析了驱动系统的负载驱动特性随储气瓶初始压力、控制阀通径和气缸缸径的变化规律,为驱动系统的设计提供了参考依据。     

高速气缸缓冲性能的仿真和分析

气缸高速化是气动技术领域进步的必然趋势,高缸速需要解决缓冲区问题。为提高高速气缸垫的性能,提供了设计和开发缓冲装置所需的基本理论和数据参考。本文采用理论研究和仿真分析相结合的方法研究和分析高速气缸缓冲过程的动态特性,以及高速气缸缓冲装置结构参数优化方案。     

一种压电式气动比例阀的研究

介绍一种压电式气动比例阀,选用压电叠堆作为气动比例阀的驱动元件;设计了压电式电气比例阀样机;搭建了压电式气动比例阀压力以及流量特性的测量实验台;设计了压电式气动比例阀的精密测控系统,进行了压电式电气比例阀流量特性和压力特性的研究。测定了空载、负载流量特性曲线、压力特性曲线及动态特性曲线。     

基于AMESim的液压支架立柱试验台液压系统动态性能的研究

针对液压支架立柱试验台液压系统进行研究,应用AMESim仿真软件对液压系统的物理模型进行了搭建,并对系统的动态特性进行了仿真及分析。得出了系统增压过程中增压缸高、低压腔压力随时间变化的曲线和增压缸活塞位移随时间变化的曲线以及在油液不同体积弹性模量下立柱活塞腔的压力随时间变化的曲线。通过优化仿真参数,改进了增压缸的主要技术参数(缸径、最大行程、油液的体积弹性模量),有效地提高了增压缸的增压效率。     

基于Hilbert-Huang变换和多元状态估计技术的内燃机气缸压力识别

提出了一种新的内燃机气缸压力识别方法。为了实现对内燃机运行状态的实时监测与故障诊断,通过缸盖振动信号反演内燃机气缸压力曲线是一种行之有效的重要手段;本文在对缸盖振动信号特性进行分析的基础上,应用Hilbert-Huang变换对缸盖振动信号进行模态分解,提取最能反映内燃机气缸压力变化特性的振动本征模态分量;使用多元状态估计技术(MSET)建立该振动本征模态分量的Hilbert谱与气缸压力信号之间的非线性非参数回归模型;利用所建立的模型从缸盖振动信号中重构出内燃机气缸压力曲线。试验结果表明,基于Hilbert-Huang变换和MSET的气缸压力识别方法简单有效,可满足对内燃机的实时监测需求。     

船用柴油机曲轴转子-轴承系统动力学试验台的研制

根据大功率低速船用柴油机曲轴转子-轴承系统的动力学特性,研究了动力学试验台的设计原则、各个组成部分的功能、动力学试验台应具有的性能等问题,最后,成功研制出一台动力学试验台.该试验台可用于研究系统的时间响应、频率响应、轴心轨迹,检测气缸内的压力变化规律,控制曲轴的转速和气缸内的压力等.     

基于遗传算法的溢流阀缓冲特性优化分析

针对溢流阀缓冲系统中缓冲腔存在压力冲击问题,对液压缸回油路连接溢流阀缓冲系统进行了研究。利用AMESim搭建了溢流阀缓冲特性仿真模型,对受冲击的质量块速度位移动态曲线和缓冲腔压力流量动态曲线进行了仿真,提出了一种溢流阀缓冲特性的优化方法;构建了溢流阀缓冲特性的理想模型和优化模型,对缓冲腔压力与理想模型压力的误差绝对值积分目标函数进行了构造;最后基于遗传算法,对溢流阀相关结构参数进行了优化。研究结果表明:优化后的溢流阀通径为22 mm,弹簧刚度为15 N/mm,弹簧预紧力为700 N;优化后的溢流阀缓冲特性得到了改善,缓冲腔压力峰值降低了2.2 MPa。     

提高气缸性能的探讨

气缸是气动执行元件中最重要的元件之一,提高气缸的性能,是气动技术领域一项重要的研究课题。衡量双作用气缸性能的主要项目有:起动压力、低压低速性能、泄漏量、耐压能力、缓冲性能,以及耐久性能(或称寿命)等。国产气缸在起动压力、低压低速性能、耐久性能等方面与国外先进水平相比差距很大。近几年我厂作了大量的试验研究和质量攻关,并取得了很大进展,上述几项性能指标已经接近国际先进水平。1.起动压力起动压力是使活塞移动的最低压缩气压力。起动压力的高低,是气缸结构、零件加     

气动长行程伺服气缸及气动仪表在位置和速度控制中的应用

本文介绍具有径向反馈的长行程伺服气缸及气动位置发送器(变送器)的工作原理、传递函数的推导、动态特性的讨论分析。由于这种伺服气缸的行程不受限制,具有很大的刚制(对负载),其位置决定于输入的气压讯号,其速度可以用输入压力变化的速度进行控度,所以能够应用现在市场上大量销售的气动单元组合仪表,进行对位置及速度的开环和闭环的集中控制,并列举了位置、速度控制回路应用的例子。     

气压弹射系统用微型压缩机动态转矩特性

为准确了解机载气压弹射系统中作为负载的压缩机转矩特性,以满足微型空压机对控制系统的要求,基于压缩机的动力学和运动学关系,以及质量和能量守恒关系,建立了一种基于有限级间容积的多级压缩机动态仿真模型,该模型可相对准确地预测压缩机动态启动、稳态和变工况运行下压缩机的转矩特性。选择两级压缩机及某个飞行包线进行了实例计算,建立了压缩机能量方程、流动方程、动力学方程及曲轴转动方程。计算结果显示,压缩机吸气压力和温度的变化导致一级气缸的排气压力下降了25%,用气后气瓶压力的变化导致一级气缸的排气压力下降了24%,二级气缸的排气压力下降了43%。本文所建立的动态模型反应了启动过程中压缩机压力的建立过程以及负载转矩的连续变化情况,其预测结果更贴近于实际情况。     

气压弹射系统用微型压缩机动态转矩特性北大核心CSCD

为准确了解机载气压弹射系统中作为负载的压缩机转矩特性,以满足微型空压机对控制系统的要求,基于压缩机的动力学和运动学关系,以及质量和能量守恒关系,建立了一种基于有限级间容积的多级压缩机动态仿真模型,该模型可相对准确地预测压缩机动态启动、稳态和变工况运行下压缩机的转矩特性。选择两级压缩机及某个飞行包线进行了实例计算,建立了压缩机能量方程、流动方程、动力学方程及曲轴转动方程。计算结果显示,压缩机吸气压力和温度的变化导致一级气缸的排气压力下降了25%,用气后气瓶压力的变化导致一级气缸的排气压力下降了24%,二级气缸的排气压力下降了43%。本文所建立的动态模型反应了启动过程中压缩机压力的建立过程以及负载转矩的连续变化情况,其预测结果更贴近于实际情况。     

影响缓冲气缸动态性能的因素

对气缸来说,人们最关心的是它的输出力大小、活塞的速度大小和速度变化规律、活塞到行程终端是否撞击端盖等问题。这些性能涉及的因素很多,本文通过对缓冲气缸动态性能的实验研究,来分析缓冲气缸运动过程中的动态性能以及影响动态性能的若干主要因素。一、缓冲气缸的结构特点和运动情况1.缓冲气缸的结构特点图1为缓冲气缸的结构原理图。它与无缓冲气缸不同之处是:它在活塞两侧增加了一对缓冲柱塞,在前后端盖上增加了柱塞孔、单向阀、可调节流阀。当缓冲柱插入柱塞孔时,由于密封件的密封,使活塞与端盖间造成一个准封闭的气室,即缓冲腔气室。由于节流阀排气不畅,来自活塞上的能量转化为缓冲腔内的气体内能(即压力能),使其压力p_2或p_3上升,产生对活塞的反向作用力(制动力),从而使活塞速度下降,达到缓冲目的。     

滑模控制方法在气动伺服控制系统中的应用

文章提出了一种滑模控制方法并应用在无杆气缸气动执行器的位置控制中。由于受空气可压缩性、摩擦力以及随时间变化的系统参数的非线性影响，气动系统的精确数学模型很难获取。此文选用了一个三阶气动系统的动态模型，并且不考虑比例控制阀的动态特性。同时为了避免控制信号引发高频振荡，在建模过程中用平稳光滑的饱和度函数代替sgn(．)函数。仿真和实验结果表明，滑模控制策略能够保证位置控制在合理的精度范围内并取得了良好的控制效果，尤其适用于比例伺服阀控制的无杆气缸电气控制系统.     

高速气缸缓冲腔系统缓冲能力研究

对高速气缸缓冲腔系统的缓冲能力进行了深入的理论分析.针对活塞基准速度为2 m/s、速度波动10%的高速气缸,通过对缓冲腔系统输入能量和输出能量的仿真研究和实验研究,从中获得了缓冲腔系统缓冲能力相对缓冲行程、活塞速度、驱动质量变化的规律性认识,为研制对高速气缸活塞速度变化有自适应能力的压力反馈式缓冲阀奠定了必要的理论基础.     

有双端缓冲装置的船用液压升降机动态特性仿真研究

本文建立了有双端缓冲装置的船用液压升降机及其液压系统的模型.并借助AMESim仿真工具对该液压升降机及缓冲装置的动态特性进行了仿真,得出了在给定参数下的活塞速度、加速度、缓冲压力等曲线,并采用台架试验的方式对仿真结果进行验证分析和比较,验证了该仿真模型的有效性.     

气动位置伺服系统的建模与仿真

本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究,建立了系统数学模型,包括比例阀非线性特性的描述、非线性摩擦力的表示、以及执行元件在端位的机械限位动态过程的描述等,并采用Matlab/Simulink模块建立了系统仿真模型,以摆动气缸位置伺服系统为例,进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确,基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气动位置伺服系统的特性,证明所建模型的合理性。     

微型高压压缩机效率的数值分析

斜盘压缩机具有结构紧凑、噪声低以及高速稳定等特点,将其进行微型高压化并应用于天然气、红外冷却、潜水呼吸和气动弹射等高要求领域具有独特的优势。根据斜盘机构的结构和运动特性,结合多级压缩理论,确定微型高压斜盘压缩机的关键结构参数,在此基础上,建立起气缸内进气、压缩、排气以及膨胀4个过程的数学模型,对微型高压斜盘压缩机的各级气缸内的压力曲线进行数值模拟,绘制出气缸工作过程的指示图,研究不同转速对气缸压力变化的影响,进而分析其对等熵效率和容积效率的影响,为提高压缩机的整体效率提供理论依据。     

某高速气动机构缓冲控制研究

某些高速气动机构在特定的工作环境下,不适合安装复杂、庞大的缓冲装置,要求能够简单、可靠、高效地进行缓冲控制。文中采用了气缸运动行程末端排气节流的方式对气动机构的高速运动进行缓冲控制,并结合机构运动和控制过程建立系统数学模型,在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型。通过实验和仿真研究,确定了控制参数对机构缓冲效果的影响以及合适的调节范围。     

第二讲 气动控制元件(上)

在气动控制系统中,为了控制、调节气流压力的高低、流量的多少和流动方向,必须有控制元件(通常称为阀类),以保证气动执行机构(如气缸、气马达等)按规定的要求进行工作。控制阀按其作用可分为:压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。下面分别进行介绍:一、压力控制阀气动与液压的能源系统不同,液压是每台装置上一般都自带液压源(油     

改善气动“PCM”控制系统性能的新方法

从气缸的特性出发,推导了气缸系统的固有频率表达式,提出了通过增加静态工作点压力来提高气缸系统固有频率的方法。介绍了一种能提高静态工作点压力的气动“ＰＣＭ”位置控制系统。