基于ADAMS的行李传送车举升机构的设计与优化

以某型号机场行李传送车举升机构为研究对象,将其前举升形式由传统的直推式改为油缸浮动连杆式举升,采用新的举升结构之后液压缸的最大举升力降低了21.3%,结构优势明显。以前举升部分铰接点位置为优化对象,建立参数化模型,并以前液压缸最大推力最小为优化目标,得到各铰接点位置的最优值,较优化前最大推力降低了28.1%,优化效果明显。可以为实际优化设计提供参考。     

基于ADAMS自卸车液压举升缸铰接点位置优化分析

自卸车液压举升机构由本车发动机提供动力实现车厢卸下和回位,以此实现货物的快速高效运输。以某自卸车举升系统为研究对象,对该车液压举升缸铰接点位置为优化设计对象,建立系统的虚拟样机模型,对液压举升机构的运动学和动力学特性进行分析,并对举升机构液压缸的铰接点位置进行优化设计。利用ADAMS建立自卸车后置直顶式液压举升系统的仿真模型,对后置直顶式液压举升机构进行优化设计,考虑边界约束、不干涉性约束、举升缸最大摆角约束、举升缸安装长度约束和最大缸径约束以及最大举升容量约束等6个约束条件。以举升缸最大长度最小为优化目标,确定了举升缸的参数后,再以举升缸的最大举升力最小为目标对举升机构进行优化分析,得到了液压缸铰接点的最佳位置,使得最大长度减少了14.5%,最大举升力减小了1.47%,为改进设计提供有力的依据。最后进行试验分析,验证了理论分析的准确性。     

基于MATLAB的负重外骨骼多目标优化

简述一种液压驱动型可穿戴式负重外骨骼的整体结构设计;建立多目标优化模型,以膝关节液压缸受力最小和质量最小为目标,运用多目标优化方法中的线性加权和法对其进行优化处理,化多目标优化问题为单目标优化问题;分别利用MATLAB中的fmincon函数和遗传算法对该模型进行优化,使得液压缸的受力值和质量都大大降低,为负重外骨骼驱动系统节约了能耗,延长了使用寿命。     

基于差分进化算法优化车辆非线性液压悬架双环PID控制研究

车辆行驶经过障碍物时,容易造成悬架振动幅度较大,影响车辆运动的稳定性和舒适度。对此,创建了车辆液压悬架简图模型,根据牛顿定律推导出非线性控制方程式。采用双动液压系统驱动车辆悬架机构,给出了液压驱动控制方程式。构造优化目标函数,采用差分进化算法优化PID控制的内环和外环参数,给出了车辆液压悬架优化控制流程。将优化控制参数和初始运动参数导入到MATLAB软件中进行仿真,输出轮胎行程、悬架行程及车身加速度仿真曲线。仿真曲线表明:在受到路面正弦曲线障碍物干扰时,优化后的车辆液压悬架控制系统,不仅响应控制时间短,而且轮胎行程、悬架行程及车身加速度峰值较小、整体波动幅度较小。车辆液压悬架参数采用差分进化算法优化PID控制,能够降低路面干扰物造成的振动幅度,有利于保持车辆行驶的稳定性。     

基于GA与SQP算法的剪式升降平台液压缸安装位置优化研究

针对单级剪式升降平台在工作中出现液压缸推力较大问题,建立力学模型,分析液压缸安装位置与剪叉臂铰接位置及推力的函数关系,提出采用遗传算法结合SQP法对液压缸安装位置进行优化,以推力最小为目标,在MATLAB软件中实现优化结果。结果表明：此法比传统遗传算法液压缸推力减小了52%,比原始方法减少了277%,证明此法有效,为同类型优化设计提供一定的参考。     

基于ADAMS的俯仰式立体车库仿真优化

针对现有俯仰式立体车库升降稳定性较差的问题,利用CATIA软件对俯仰式立体车库进行了结构改进,为对比分析改进前后的稳定性,将2种俯仰式立体车库三维模型导入ADAMS进行运动仿真,结果表明:改进后的俯仰式立体车库系统升降更稳定;以改进后车库液压缸驱动力波动的标准偏差值最小作为优化目标,进行结构优化,优化后的俯仰式立体车库驱动力波动大大降低,提高了立体车库升降的稳定性,为其机械结构设计提供了参考。     

含多级液压缸的大型液压举升系统时间最优轨迹规划

采用分段线性控制方法控制含多级液压缸的大型液压举升系统时,由于加速度不连续,易在举升过程中产生较大冲击。为消除举升过程中多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出了采用分级规划的策略。对每一级进行轨迹规划时,为保证举升过程的平稳性,采用B样条函数对举升负载的轨迹进行规划。在综合考虑工程实际中的液压系统压力、流量及负载横向过载约束的基础上,建立了举升系统的时间最优轨迹规划模型。针对解析法计算多级液压缸的最大速度和驱动力困难等问题,通过引入罚函数,提出一种改进的粒子群优化算法求解时间最优轨迹规划模型。含二级液压缸的某大型液压举升系统的仿真结果表明,提出的分级规划策略和时间最优轨迹规划方法是有效的。     

Time Optimal Trajectory Planning for Large Hydraulic Driven Lift Svstem with Multistage Hvdranlic Cvlinder

采用分段线性控制方法控制含多级液压缸的大型液压举升系统时,由于加速度不连续,易在举升过程中产生较大冲击.为消除举升过程中多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出了采用分级规划的策略.对每一级进行轨迹规划时,为保证举升过程的平稳性,采用B样条函数对举升负载的轨迹进行规划.在综合考虑工程实际中的液压系统压力、流量及负载横向过载约束的基础上,建立了举升系统的时间最优轨迹规划模型.针对解析法计算多级液压缸的最大速度和驱动力困难等问题,通过引入罚函数,提出一种改进的粒子群优化算法求解时间最优轨迹规划模型.含二级液压缸的某大型液压举升系统的仿真结果表明,提出的分级规划策略和时间最优轨迹规划方法是有效的.     

基于ADAMS的液压挖掘机建模与仿真分析

以某型挖掘机为研究对象,利用Solidworks建立三维模型并完成装配,导入ADAMS中,通过添加约束条件建立虚拟样机系统。基于ADAMS进行仿真分析,获得主要铰接点处的受力曲线、加速度曲线及挖掘范围,提出将加速度曲线与对应点受力曲线进行对照,探讨两者的相关性,分析加速度的变化对挖掘机铰链处受力曲线的影响,为挖掘机铲斗、动臂、斗杆的强度校核提供数据支持,有利于进一步对挖掘机进行优化和设计。     

一种TBM推进机构的多柔体动力学建模及仿真

针对推进缸楔形布置的TBM推进机构,利用MATLAB/SIMULINK建立了推进机构多柔体动力学仿真模型,并对其建立了物理模型,将液压缸简化为柔体模型,利用拉格朗日动力学方法建立动力学微分方程,对机构施加某一激励,仿真液压缸各构件变形大小及所受驱动力的动态变化,验证了所建方程的有效性。改变部分结构参数研究其对机构变形的影响,结果表明:液压缸中活塞杆及有油腔缸体的位移幅值随着动平台铰接点小组间夹角的增大而增大;在一定范围内动平台半径越小,动静平台距离越大,机构所受驱动力越小。     

工作装置匹配特性对挖掘机挖掘性能的影响研究

为研究液压挖掘机理论挖掘力与主动液压缸充分发挥比之间的匹配特性对挖掘性能的影响规律,以主动缸充分发挥比和动臂缸闭锁限制比为一设计因素、以实际挖掘力与设计最大挖掘力之比为另一设计因素,考虑不同挖掘工况建立目标匹配函数。以某36.5 t反铲液压挖掘机为例,通过匹配工作装置铰点位置和设计因素的权重系数来建立优化匹配方案,基于图谱叠加法分析验证不同优化匹配方案对挖掘性能的影响。结果表明：减少主动缸充分发挥比和动臂缸闭锁限制比,增大实际挖掘力与设计最大挖掘力之比权重系数,使得动臂和斗杆的尺寸增加,铲斗和连杆尺寸减少,工作装置各项作业范围参数均有提高;铲斗挖掘和复合挖掘在闭锁限制比变化不大且主动缸充分发挥比有所降低时,使得二者最大挖掘力均有提高,而斗杆挖掘性能表现与之相反。     

基于自抗扰控制的直驱电液伺服系统仿真研究

针对直驱式电液伺服系统中存在的非线性特性和外部扰动导致系统流量供给不平衡问题,基于自抗扰控制理论,提出一种基于三阶线性自抗扰控制的液压缸位置控制方法,实现直驱式电液伺服系统电机转速与液压缸位置的闭环控制。同时针对传统系统建模不精确导致控制效果差的问题,在理论分析的基础上,结合电液伺服系统的性能和实际工况,基于AMESim建立直驱式伺服液压系统仿真模型。通过建立AMESim和Simulink的联合仿真模型,验证控制器的有效性。结果表明：该控制策略可以有效消除由于流量供给不平衡导致的液压缸在换向运动时出现位移波动,液压缸位移的平均绝对百分比误差为4.4%,较好地实现位置跟踪。在外负载扰动的情况下,系统具有较强的抗干扰能力,从而保证系统的稳定性。     

挖掘机斗杆载荷谱测试方法及其数据处理

为编制液压挖掘机斗杆载荷谱,提出了液压挖掘机斗杆载荷谱测试方法,并对某型号液压挖掘机进行现场测试试验。采集了此机型实际作业过程中典型工况和极限工况的各油缸大小腔压力以及油缸伸缩量的时间历程曲线。以挖岩工况的试验数据为对象,利用Ncode对数据进行时域分析和频域分析,并进行去除趋势项以及滤波等预处理。对挖掘机工作装置进行了受力分析,建立力系平衡方程,利用MATLAB求出斗杆各铰点受力的时间历程。斗杆各铰点受力具有周期性,不同作业段的载荷差异较大,故以作业段为单位进行平稳性和各态历经性检验。通过对数据处理结果的对比和分析,为进行载荷谱编制以及室内模拟实验做准备。     

一种小型道路清障车的设计

针对当前应用的道路清障车主要为卡车载体牵引，占用体积大，不适用于拥堵及狭窄道路汽车清障的现状，在现有电动搬运车结构基础上，设计了一种体积较小、使用方便、操作灵活的小型道路清障车，对其主要结构和液压系统进行了设计，并说明其工作原理。利用MATLAB优化工具箱对道路清障车上的剪式举升装置进行了机构多目标函数的优化设计，运用优化设计的概念优化液压缸的安装位置参数，减小了液压缸的最大输出力，从而减小液压系统能耗，为产品的改进设计提供可靠依据。     

阀控非对称缸系统特性分析与位置控制研究

以阀控非对称缸系统为研究对象,为得到系统的准确模型以及提高系统的位置控制精度,对系统进行辨识。针对液压缸的非线性和非对称性,提出基于位置基准和位置闭环双PID相结合的位置控制方法。建立阀控缸系统数学模型;依托力士乐液压实验平台和NI测控系统,分别从时域和频域两个角度对阀控缸系统进行辨识,得到系统准确的数学模型。基于该数学模型,分析系统特性。对所设计的阀控非对称缸位置控制策略进行实验验证。结果表明:在保证系统稳定裕量的前提下,该系统可实现较高精度的位置控制。     

基于高斯映射的柱面与锥面点云拟合

由于点云数据中存在噪声的影响，采用基于点云数据的拟合算法对圆柱面和圆锥面拟合时进行，获得的拟合初值不稳定，从而严重影响了最终拟合曲面的准确性。针对这一重要问题，提出了一种高斯映射方法来获得良好的拟合初值算法。该算法将柱面和锥面的单位法矢映射到单位球上，形成高斯映像。利用聚类分析方法剔除高斯映像数据中的噪声，获得干净的高斯映像数据，利用这些干净的高斯映像数据获得准确的轴线方向和轴线位置，确定了较好的拟合初值，最后采用非线性最小二乘方法获得准确的柱面和锥面。     

摆动油缸驱动式托盘交换机构设计

以卧式加工中心为母机，设计630 mm托盘交换机构。详细阐述了托盘交换机构的结构，包括安装底座、支撑腔体、上底座、齿轮中心轴、交换臂、液压缸体、液压活塞、花键轴等。摆动油缸驱动式托盘交换机构以液压为驱动力，实现交换机构升降旋转。采用活塞结构与轴承、摆动油缸相结合的结构方式，完成升降与旋转，升降过程由活塞结构完成，旋转过程由摆动油缸完成，具有安装简单、高稳定性、高效率等优点。