凿岩台车多关节机械臂的PID位置控制研究

液压凿岩台车在现代隧道掘进施工中发挥了重要作用,现有液压凿岩台车在进行寻找孔位时,需要对6个液压缸和2个液压马达分别进行控制。主要研究了电液比例阀控制液压缸的位置控制系统,以电液比例阀对支臂缸的位置控制为例,其余各个关节控制系统可以以此类推,不进行详细叙述。电液比例阀控制液压缸位置控制系统实际上是一个对液压缸的位移量在钻孔作业中进行实时校正的系统,并对液压缸的期望位移和实际位移产生的偏差进行控制,并在控制环节中添加一个控制器。设计了模糊控制系统的构成,并对模糊PID参数整定的方法与过程进行了论述,然后通过MATLAB的Fuzzy工具箱和SIMULINK模块对电液比例阀控制液压缸的模糊控制器进行设计与仿真。仿真结果显示,在此阀控液压缸控制系统中,模糊PID控制器的抗干扰能力很强,响应速度快,性能也十分稳定。     

液压矫直机液压伺服系统动态特性分析比较

根据矫直机矫直原理和矫直工艺要求设计了全液压矫直机液压伺服系统,在此基础上采用非对称伺服阀加位移传感器控制非对称液压缸位移的方法达到了矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数和非对称阀控制恒背压液压缸系统的传递函数,用Hyvos软件仿真分析液压缸两种位置控制效果。通过仿真可以发现:非对称阀控制非对称缸的控制效果明显优于非对称阀控制背压缸。同时通过现场生产样机的液压缸位置控制精度和钢板平直度证实该液压系统的设计是先进的。研究结果对非对称阀控制非对称缸的设计、仿真及控制具有指导意义。     

泵控非对称液压缸系统高精度位置控制方法

针对已开发的单向比例泵控非对称液压缸系统实验平台,为了实现该类系统的无超调位置控制,通过分析系统的工作原理及特性,基于系统的流量连续性方程和力平衡方程,提出采用带约束的三阶状态空间模型来描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法.基于模型预测控制理论和QPhild二次优化算法,设计适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.实验结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,有效地解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.     

对称阀控非对称液压缸的电液比例位置控制系统建模与分析

介绍了电液比例位置控制系统，建立了对称阀控制非对称液压缸位置控制系统的数学模型，用Matlab对系统进行了仿真实验，并且分析了对称阀控非对称液压缸的电液比例位置控制系统的静态特性和动态特性，在此基础上进行了实验研究，实验结果与仿真结果基本一致，证明本研究所建立的数学模型基本正确．     

基于液压恒压网络系统的液压变压器控制液压缸系统

利用液压变压器实现了无节流损失地将直线负载直接连接到液压恒压网络系统。通过控制液压变压器的控制角来控制液压变压器输出油液的流量和压力,从而控制液压缸的位置和速度,用以满足负载不同工况的要求。在对液压变压器的特性进行研究的基础上,推导了液压变压器的流量和压力公式,建立了液压变压器控制液压缸系统的数学模型。提出了液压变压器平衡角的概念,推导出其表达式。对系统进行了仿真实验研究。结果表明,液压变压器具有良好的伺服性能。     

基于干扰观测器的非对称液压缸鲁棒运动控制

为实现对比例阀控制非对称液压缸系统的高性能位置伺服控制，提出了基于干扰观测器的新型鲁棒运动控制方法.在闭环控制中采用干扰观测器，对各种外部力扰动和系统参数变化进行估计并引入相应补偿，从而提高系统运动性能和鲁棒稳定性；对于比例阀中位死区，基于名义模型位置输出信息的新型补偿策略，保证在不牺牲系统动态品质的情况下，能有效地避免阀芯的频繁切换.对挖掘机器人关节液压缸系统进行计算机仿真的结果表明，该方法对外部力扰动和参数变化均具有很强的鲁棒性，且新型比例阀死区补偿环节能明显增强液压系统运动的平稳性.     

驱动复合连杆机构滚动的液压控制系统特性

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控制系统的传递函数.理论与实测结果表明:液压伺服控制系统模型满足了连杆机构复演滚动轨迹的特性要求;该机构构型设计及机构学综合分析数据正确可行,液压伺服控制系统具有较强的鲁棒性和自适应能力,可在复杂恶劣工况下实现较高的位置控制精度,采用非对称阀控制非对称缸的方法能有效解决剪切机构驱动液压缸的换向冲击问题.     

液压滚切剪液压系统的研究

根据滚动剪切的剪切原理设计液压滚切剪的液压系统.在滚切方程基础上采用比例伺服阀加位移传感器控制液压缸位移的方法来实现滚动剪切的目的.通过建立液压系统3大方程的方法求解出整个液压系统的传递函数,用Simulink仿真分析液压缸的位置控制效果.通过仿真可以确定一些控制参数的范围,但在仿真过程中无法直观检测到液压系统在改变控制参数后产生的超调震荡,须在实际调试过程中做适当调整.液压系统采用的控制策略必须具有较强的鲁棒性和自适应能力,以确保对不同的情况具有比较稳定的补偿精度.现场生产样机液压缸的位置控制精度和高质量的钢板剪切断面证实了该液压系统设计的正确性.     

PLC在旋转式秸秆压实机液压系统中的应用

为提高旋转式秸秆压实机液压控制系统的稳定性和可靠性,利用HOLLIAS-LECG3系列小型一体化PLC技术改造旋转式秸秆压实机的液压控制系统,通过配套的可编程软件PowerPro,利用LD语言编程方法实现液压系统的自动控制和手动控制,在控制各个油缸动作的同时还可以实现故障检测以及液压缸位置检测。通过在线模拟仿真以及实物连接表明,采用PLC控制,提高了液压系统的稳定性和可靠性。     

基于磁流变技术的液压动力滑台研究

针对组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件液压动力滑台,设计了可调速液压缸。这种可调速液压缸利用磁流变液的流变特性,通过改变磁场强度控制磁流变液的粘度,进而调节流量,实现动力滑台液压缸的速度调节。     

一种利用位式执行机构实现微量控制算法的方法

依据ＰＷＭ原理，提出了利用位式气动执行机构代替连续执行机构实现微量控制算法的方法。研究表明，对于热工、化工等部分控制对象，该方法均适用。作者在某印染厂的染色控制中，用位式气动活塞阀成功地实现了自适应控制算法，控制精度超过了目前国内采用连续执行机构的有关控制系统的精度。实践表明，该方法组成的系统成本低，可靠性高，适用于控制环境恶劣的场合。     

增量式数字阀控缸位置控制系统动态性能分析及实验研究

液压伺服控制系统具有功重比大、精度高和响应快等优点,在工业、农业、轻纺织业和交通运输中应用广泛。液压伺服控制系统多采用伺服阀和比例阀作为控制元件,但伺服阀和比例阀的结构复杂,造价高,对油液质量和清洁度要求高。而增量式数字阀具有结构简单、成本低、抗污染能力强且维护方便等优势,在液压伺服控制系统中具有较好的应用前景。本文以增量式数字阀控缸位置控制系统为研究对象,首先,对增量式数字阀的结构和工作原理进行分析,建立其位置控制系统数学模型,并基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了其位置控制系统仿真模型;然后,利用仿真分析典型输入信号和不同结构参数下增量式数字阀控缸位置控制系统的动态性能;最后,搭建增量式数字阀控缸位置控制系统实验平台,测试了典型输入信号和不同结构参数下的动态性能。通过仿真与实验相结合,验证了增量式数字阀原理的可行性,分析了增量式数字阀控缸位置控制系统的动态响应能力,并对影响其动态响应能力的因素进行分析,为增量式数字阀的后续结构改进和动态性能优化提供了理论和实验基础。.     

基于56F8300的液压缸运动速度的PWM控制方法研究

针对普通流量控制阀调速性能差,工作效率低等缺点,提出了利用飞思卡尔半导体公司56F8300混合控制器发出的PWM信号驱动液压高速开关阀的方法,调节液压缸的运动速度。通过56F8300混合控制器中PWM模块的边缘对齐功能和中间对齐功能,实现双杆液压缸的普通PWM控制和差动PWM控制两种控制方法。     

GDI发动机活塞的停止过程特性

基于发动机动力学理论,建立发动机停止过程中活塞的动力学模型,推导出停油熄火后缸内气体力矩以及曲轴输出力矩的计算公式.以三菱公司的4G15GDI发动机为例进行了仿真计算和台架实验,详细分析了发动机停止过程的缸内气体力矩和曲轴输出力矩特性、曲轴速度特性及活塞停止位置概率分布.仿真和实验结果显示:停机过程的缸内气体力矩和曲轴输出力矩变化过程是周期衰减过程,经过1.28 s转速由2000 r/s降至0 r/s.活塞自由停止位置约90%分布在上止点前60°~80°CA.     

用于制动压力精确控制的进液阀控制方法

分析了高速开关电磁阀电流响应特性,研究了制动压力精确控制的实现方法。通过对进液阀的静态溢流试验、动态增压试验的结果分析,总结了进液阀的静动态特性,并以一种增压速率控制为例,阐述了压力精确控制的方法。同时根据ABS(Anti-lock brahing system)系统中轮缸增压时的控制方法,逆向设计了液压单元中进液阀的特性试验,要求4个通道进液阀特性具有良好的一致性,并保证了ABS软件标定完成后的可移植性,据此可为进液阀的生产及装配测试予以指导。     

液压轴向柱塞泵容积效率可靠性灵敏度分析

为提高液压轴向柱塞泵可靠性及其性能,研究轴向柱塞泵主要性能指标之一容积效率的可靠性分析方法. 对单个柱塞间隙瞬时泄漏流量进行全面分析,推导出缸体位于任一瞬时角处的柱塞泵泄漏流量和容积效率;结合随机摄动理论、四阶矩技术等建立了轴向柱塞泵容积效率可靠性及可靠性灵敏度分析方法,并用Monte Carlo方法验证了文中所提可靠度分析方法的准确性和合理性. 分析结果表明:液压轴向柱塞泵可靠度随缸体转角周期性波动,当柱塞通过上止点时其可靠度最低,柱塞个数为9时可靠度波动相对较大,但其整体可靠度水平高于8个柱塞;各运动副间隙中滑靴与斜盘和缸体与配流盘之间间隙对可靠度影响较大,柱塞与柱塞腔和滑靴与柱塞球铰接副之间间隙对可靠度影响相对较小. 本文所提方法为轴向柱塞泵在研发设计、工艺及质量控制等环节提供了理论参考.     

液压油缸密封可靠性研究与结构的统一

通过对油缸结构、油缸密封使用情况、活塞杆处的漏油原因、活塞与缸筒间的内泄情况以及与国外油缸结构、密封可靠性相比较分析,实现活塞与缸筒,活塞杆与导向套之间密封的结构统一。     

微隙技术在柴油机上的油耗试验

分析了微隙技术提高柴油机气缸密封性的机理.在2135Ca型柴油机上进行了3种不同的活塞与缸套间隙、不同活塞环开口间隙方案下的油耗试验.结果表明:采用活塞与缸套的间隙为0.17mm、活塞环开口间隙为0.50mm、修正活塞的外形、对活塞及活塞环作微隙技术化学热处理的方案,能有效地降低油耗,延长活塞环寿命,有助于提高发动机的综合性能.     

置中电压对比例方向阀控缸位置精度的影响

在比例方向阀控缸气动位置伺服系统中,置中电压是影响控制精度的重要因素之一,研究了置中电压对比例方向阀控缸气动位置伺服系统响应精度的影响,根据实验结果,对影响原因进行了分析,指出要提高比例方向阀控缸位置系统的精度,必须正确确定阀的置中电压。     

快速压缩装置角涡运动特性

针对内燃机快速压缩装置(RCM)内部的典型涡旋流动,采用CFD方法对不同边界条件和变比例几何模型下的内燃机汽缸模型RCM内涡旋的形成与分布特征进行了数值模拟分析.结果表明:RCM的汽缸与活塞形成的角区附近存在一对反向旋转的涡旋,通常情况下,角区涡将充满整个活塞壁.模型的几何尺寸比例对RCM内部的涡流动有显著影响:随着几...