行走助力机器人的运动学计算和液压系统分析

通过对人体行走方式和姿态的分析研究,确定了行走助力机器人髋部、膝部、踝部3个关节的尺寸及动力驱动类型,并完成机器人的结构装配;设计驱动液压系统的原理图,对驱动系统中液压缸的动作进行算法优化,并采用拉格朗日算法完成机器人的运动学分析;使用Virtual.Lab Motion与AMESim进行机液联合仿真,将仿真结果与计算所得曲线进行对比,证明了运动学分析的正确性和液压驱动系统的可行性。     

基于虚拟样机技术的典型民用飞机起落架多体动力学联合仿真

起落架系统是飞机重要承力并兼有操纵特性的机构,其包括动力学、控制、液压等系统。在严重影响飞机安全的起降着陆过程中,担负着十分重要的使命。以典型民用飞机起落架收放系统为研究对象,分析其动力学行为,采用LMS Virtual.Lab Motion和LMS Imagine.Lab AMESim软件进行起落架收放动力学仿真,研究负载对起落架收放的影响以及机构间摩擦力对收放性能的影响。结果表明:模型能在规定时间内收起,负载对收放有明显影响。     

基于虚拟样机技术的典型民用飞机起落架多体动力学联合仿真

起落架系统是飞机重要承力并兼有操纵特性的机构，其包括动力学、控制、液压等系统。在严重影响飞机安全的起降着陆过程中，担负着十分重要的使命。以典型民用飞机起落架收放系统为研究对象，分析其动力学行为，采用LMS Virtual. Lab Motion和LMS Imagine. Lab AMESim软件进行起落架收放动力学仿真，研究负载对起落架收放的影响以及机构间摩擦力对收放性能的影响。结果表明：模型能在规定时间内收起，负载对收放有明显影响。     

全液压自动猫道举升系统控制策略研究

举升系统是动力猫道的核心部分,其连续性和平稳性是影响动力猫道性能的关键因素。液压马达和双作用液压缸共同作用的举升系统是一个双输入单输出耦合非线性系统。钻杆上钻台面时与地面夹角为控制变量,为实现举升过程的连续性,要求其角度稳定在设定角度上钻台面。对举升系统进行速度分析,得到两个输入变量和输出变量的关系式;对速度关系式进行线性化处理,就控制效果和可行性,对控制策略进行比较,并确定马达变速—双作用液压缸变速的控制方式;通过LMS Virtual.Lab Motion和AMESim的联合仿真,分析举升过程的平稳性和受力情况。结果表明:该控制方式是可行的,满足实际要求。     

液压转盘转向机构的运动学及动力学分析

提出了一种新型的液压转向系统,此系统用于转向轮距较小的场合.利用SIMULINK和坐标法对液压转盘转向机构进行运动学仿真分析,得出液压缸各运动参数随时间及转盘转角的变化曲线;采用图解法对其作动力学分析,确定液压缸驱动力的控制算法及控制策略;最后运用LabVIEW程序设计液压缸动力控制界面.     

重型数控卧式车床进给系统动力学分析

重型数控卧式机床进给系统在低速运行时,易产生爬行现象,严重影响机床的加工精度、表面粗糙度和定位精度。应用齿轮系统动力学理论分析进给系统的爬行机理,建立进给系统动力学模型,利用Newmark数值方法求解该动力学模型,并采用LMS Virtual.Lab Motion软件模拟进给系统拖板箱的进给位移,为爬行问题的解决奠定基础。     

箕斗定重装载液压系统管路长度对举升速度的影响

介绍了箕斗定重装载液压系统的工作原理,并建立了定重装载液压系统的数学模型,应用MATLAB软件中的SIMULINK工具箱在计算机上进行数值仿真求解,绘制出不同管路长度情况下液压缸活塞的举升速度与时间的关系曲线图,从理论上分析了管路长度变化对液压缸活塞举升速度影响的规律.     

破拆机器人臂系液压系统能量回收仿真研究

破拆机器人主要采用单泵多执行器负载敏感液压系统,可实现泵输出压力和输出流量与负载的实时匹配,有效提高系统效率,但在做负载及负载差距较大的复合动作时仍有较大能量损耗。为此,提出一种基于变排量调节技术的新型能量回收利用方案,实现在机械臂下降时重力势能的回收和复合动作时压力补偿阀能耗的回收,并在机械臂上升时将回收的能量作为辅助能源加以利用。应用Virtual.Lab Motion和AMESim建立了破拆机器人机电液系统联合仿真模型。仿真结果表明:在不同工况下,该方案的节能效率可达30%～67.6%,且能有效提高机械臂下降时的稳定性。     

基于AMESim的多液压缸系统故障建模与仿真分析

为了评估多液压缸系统方案的可靠性和故障风险,建立一种基于AMESim建模仿真平台的多液压缸系统故障仿真模型。介绍多液压缸系统的组成和液压原理;基于AMESim建立多液压缸系统仿真模型并对供油系统、举升系统和锁止系统的仿真模型和整个系统的工作模式进行了简单介绍;结合故障注入对典型失效方式进行建模;并以齐动模式的工况为例,在不同故障模式下对多液压缸系统的影响进行分析,识别在典型故障模式下各分液压缸的运行参数变化,从而调整系统设计方案。仿真结果表明：多液压缸系统仿真模型可以实现多缸、多故障模式下不同任务和功能的仿真分析,为后续多学科耦合仿真分析、多参数优化和多液压缸系统实物设计提供了参考。     

大型立式容器翻转机的运动动力学仿真

大型立式容器翻转机的液压缸运动速度对整个系统的运动状态和液压缸的推力、拉力值会产生很大影响。使用Solidworks motion对大型立式容器翻转机进行运动学和动力学仿真,可以定量地分析液压缸运动速度对系统的运动状态和液压缸的推力或拉力值的影响。根据运动学仿真结果,发现该系统运动过程中会产生冲击,通过优化液压缸运动速度解决了冲击问题。根据动力学仿真结果,确定了液压缸在整个运动过程中的推力、拉力值,为液压缸的选型提供了依据。     

支架试验台四缸同步控制系统的设计

液压支架试验台在工作中受液体压缩、泄漏、阻尼等的影响,特别是受外载力的时变性及运动行程较大等因素的影响,实现多个液压缸的高精度同步控制有很大难度。以液压支架试验台升降液压缸系统为研究对象,分析升降液压缸的工作状态和运动特性,提出一种采用电液比例阀实现四缸同步控制的设计方案,采用主从式的控制策略,并建立系统的同步控制数学模型。MATLAB仿真和实验结果显示:该控制系统有很好的同步性,基本上满足目前液压支架试验台的同步精度要求。     

塔机双缸动作不同步现象仿真分析及系统改进

大型自升塔式起重机采用液压双缸顶升降节,两液压缸运动的同步性对安全施工有重要影响。为此,借助AMESim对某塔机原双缸顶升系统建模仿真,发现其降节不同步原因在于将法国POTAIN塔机单缸顶升简单倍加用于国产双缸系统,据此对原系统进行改进。仿真结果表明,改进后的系统可以实现双缸顶升塔机降节操作的同步性要求。     

基于LS-SVM液压缸泄漏故障诊断方法的研究

液压系统的执行机构是液压缸,其运动故障主要是压力不足,导致其动作反应不及时,针对液压控制系统中出现故障复杂性的特点,以液压系统的液压缸泄漏为研究对象,通过分析液压缸泄漏程度的故障形式,通过液压缸泄漏程度的分类,提出了基于LS-SVM液压缸泄漏故障方法,建立了该系统的故障诊断模型,对液压缸泄漏量进行定量的分析和算法研究。研究表明,这种针对液压缸泄漏故障诊断的原理、方法和特点,可以比较准确地预测液压缸泄漏的程度,对其故障诊断是有效和实用的。     

径向锻造油压机电液伺服控制系统建模与仿真

分析了径向锻造油压机主缸运动电液伺服控制原理;在建立电液伺服系统各元件、子系统数学模型的基础上,借助AMESim软件搭建了电液伺服系统的仿真模型;研究了反馈方式、回程压力、建压时间和加载频次对主缸运动精确性和快速性的影响。研究结果表明:与主缸位置反馈相比,伺服缸位置反馈时系统运行更加平稳;为保证系统的响应速度和主缸对伺服缸的跟随性,合理的回程压力为3~12 MPa;为保证系统的快速性、精确性及系统的经济性,尽量减少建压时间;主缸供液高压油液体积50000 mL时,伺服缸时间滞后0. 03 s,主缸对伺服缸跟随滞后0. 01 s;系统流量确定时,锻造频次增加使得锻造行程减小,控制精度降低,系统响应滞后。     

基于模糊神经PID的重载机械臂变幅系统仿真研究

针对重载机械臂变幅机构控制系统的功能要求,设计一种可以实现变幅机构位移同步控制的液压系统。结合重载机械臂位移同步控制方法与策略,提出采用能满足系统稳定性和鲁棒性要求的模糊神经PID控制策略对其进行位移同步控制。运用AMESim和Simulink对变幅控制液压系统进行建模仿真,对比分析了模糊神经PID与常规PID对液压缸运动控制的动态效果,得到了该液压系统中液压缸活塞杆位移曲线。仿真结果表明:模糊神经PID控制器具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性,验证了所设计的变幅机构位移同步控制液压系统具有良好的工作性能。     

基于有限状态机的多级液压缸仿真分析

为研究某内置节流缓冲装置的多级液压缸复杂的动态特性,分析其换级过程中的过载和冲击,对各级液压缸的运动方程、节流缓冲形式和换级条件进行深入分析,并利用有限状态机对多级液压缸的运动状态进行描述。在此基础上,利用建立容腔压力流量关系的节点法和活塞动力学基本方程,建立多级液压缸计算模型。针对该模型的仿真分析表明:基于有限状态机的计算模型反映了多级液压缸的典型特性;所分析的液压缸在流量控制律和内置节流缓冲装置的共同作用下,能有效地将换级过程所带来的过载控制在一定范围内。     

矿用液压缸动载特性的仿真及试验研究

基于AMESim仿真计算,综合软件中机械元件库、液压元件库及液阻库,建立了矿用液压缸动载加载系统的仿真模型,对动载条件下液压缸无杆腔的压力特性进行模拟分析,进行了液压缸动载过载的现场测试试验并同步监测无杆腔压力波动,仿真计算数据在一定误差范围内与试验数据吻合,验证了文中仿真模型搭建及参数设定的准确性。在此基础上通过修改仿真模型的技术参数,对矿用液压缸在不同工况条件下的动态特性进行仿真计算,对比不同工况下的液压缸无杆腔压力-时间曲线,得出结论:增大液压缸初撑压力以及无杆腔容积有利于增强液压缸的抗冲击能力;动载过载条件下安全阀超调量达到36%,1.2 s后完全泄压;液压缸动载过载冲击试验台蓄能器对液压缸压力特性的影响表现在随着蓄能器容积的增大,初期无杆腔压力峰值明显增大,后增强趋势逐渐放缓,蓄能器容积达到300 L后影响强度基本为0。     

基于MATLAB/SIMULINK的电液模拟仿真分析

电液模拟方法是运用系统相似原理,把液压系统比拟成电路系统,将液压回路(或液压单元)和液压系统转变成为结构和特性类似的电回路和电系统,运用现代电路理论分析研究.本文以南京某厂清障车NJ5056的液压系统为实例,通过电液模拟得出液压回路的系统相似模型,建立一个液压油缸的SIMULINK模型,运用MATLAB/SIMULINK的信号图形功能对该液压油缸的动态特性进行仿真,得出直观可视图表,验证实际工作特性,为今后的液压设计工作,提供较准确的仿真方法,减少了设计风险,缩短了设计时间.     

复合式缓冲液压缸在电液负载模拟器中的应用

为解决飞机舵机电液负载模拟器在不同梯度加载实验中,由于舵机主动运动导致液压缸两腔产生强迫流量,进而产生多余力干扰的问题,提出基于复合式缓冲液压缸的系统结构设计。根据系统工作原理及液压缓冲结构特点,设计该液压缸的结构形式并建立其数学模型。采用AMESim仿真软件建立执行机构的仿真模型,并进行系统动态特性仿真实验。研究结果表明,该液压缸系统能够减小活塞运行过程中产生的机械碰撞,缓解液压缸两腔的强迫流量压力,抑制并消除多余力干扰,进而提高电液负载模拟器的负载性能,具有较高的工程实践价值。     

基于ADAMS的多级液压油缸建模与仿真

介绍了多级液压油缸的结构和工作原理,利用ADAMS软件,通过将多级液压油缸分解成多个单级液压油缸,建立了多级液压油缸机械-液压耦合动力学仿真模型。以某型号矿用自卸汽车为例,进行了液压举升系统的仿真,并进行了现场试验,试验结果验证了仿真模型。仿真和试验结果表明,多级液压油缸工作中,在各级缸筒伸出瞬时,液压油缸无杆腔内会出现较大的液压冲击。