摩擦焊接过程电液比例计算机闭环控制系统研制

根据摩擦焊接过程质量控制需要,在摩擦焊机原有开关控制阀组成的液压施力系统上,增设了压力与流量电液比例控制阀,并配置了相应的计算机测控硬件,在Windows操作系统下采用VC 编制了相应的测控程序,从而建立了摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统。静动态测试及应用表明,该系统静动态特性好,可靠性高,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制、滑台进给速度的开环比例控制,以及主轴转速、轴向压力、轴向缩短量、摩擦转矩(主电动机电流),以及界面温度的实时检测,能够满足摩擦焊接过程闭环控制系统需求,有广泛的应用前景。     

基于功率键合图和Simulink的电液比例阀控液压系统的建模与仿真

预应力张拉液压系统采用的是电液比例阀反馈闭环控制系统,该系统的核心元件就是电液比例溢流阀,将电液比例溢流阀和液压缸负载组成流量-压力控制系统,阀控系统动态特性的好坏对预应力电液比例压力控制系统具有重要的影响。对阀控系统建立了简化的数学模型,并且利用MATLAB/Simulink软件对阀控液压缸系统进行建模仿真,分析系统的动态特性,以便对系统进一步优化分析,仿真分析结果表明,电液比例阀控液压系统能够为系统提供恒定的压力输出。     

摩擦焊机电液伺服控制系统联合仿真研究

为提高连续驱动摩擦焊机施力系统动态特性,采用电液伺服比例阀控制施力系统的压力和速度.结合C1000型连续驱动摩擦焊机施力伺服控制系统,利用AMESim/Simulink联合仿真建立系统模型,进行了压力控制和速度控制的仿真,并与实验结果进行对比,确定了模型的正确性.进一步对比分析了该系统的压力与速度控制动态响应及影响系统响应的因素,发现该系统速度控制的工作频宽优于压力控制;减小负载质量,系统闭环速度动态响应变好,工作频宽增大.     

比例阀控摆动气缸位置伺服系统及其控制策略研究

文中叙述了比例阀控制的摆动气缸位置伺服控制技术的研究工作及进展。所建控制系统有两个三通比例流量阀控制摆动气缸。理论分析和实验表明 ,由于摆动缸的摩擦转矩、空气的压缩性、比例阀的压力特性等非线性因素的影响 ,采用PID控制时 ,系统在期望值附近产生振荡 (极限环 ) ,使系统不稳定。为消除振荡 ,设计了PID控制 气动辅助限位的复合控制算法。实验研究表明 ,该方法能达到较高的控制精度。     

计算机闭环控制系统在摩擦焊接中的应用

根据摩擦焊接过程质量控制需要 ,建立了摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统 ,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制、滑台进给速度的开环比例控制。生产现场数据统计分析表明 ,采用电液比例计算机闭环控制系统后 ,摩擦压力与顶锻压力的平均误差小于 2 % ,变异系数接近于 0 ,摩擦焊接参数的稳定性大大提高 ,有广泛的应用前景     

基于AMESim的电/气比例压力阀仿真与试验

电/气比例压力阀是气动伺服系统的核心元件。根据高速开关阀型先导式电/气比例压力阀的结构和工作原理,利用AMESim中气动设计元件库搭建了比例阀的仿真模型,模拟了比例阀的静、动态特性,并给出了电/气比例阀的压力-流量曲线关系式。通过仿真数据和样本及试验数据的对比,验证了电/气比例阀仿真模型的有效性。     

液压挖掘臂关节伺服系统非线性动态特征研究

为有效分析挖掘臂关节伺服控制系统,提高控制精度,通过机理建模分析了系统存在的非线性特性——比例阀死区、阀控非对称液压缸动态特性不对称特性、液压缸非线性摩擦力、非线性液压弹簧力及挖掘臂关节非线性动力学。通过实验验证了系统中各项非线性特性对其控制性能的影响。结果表明,以上几种非线性特性对系统动态响应均存在不利影响。     

基于气动高速开关阀的容腔压力精确控制

容腔压力控制在气动系统中的应用十分普遍,在汽车制动控制中普遍使用比例调压阀实现制动气室内压力的精确调节。将高速开关阀应用于压力控制系统代替比例阀,对于降低生产成本具有重要的意义。介绍了基于高速开关阀的单阀PID容腔压力控制策略和双阀自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)容腔压力控制策略。双阀ADRC控制策略通过将充放气过程中气体的温度变化、容腔内气体泄漏等各种模型不确定性以及内外界干扰视为一个总干扰项,利用扩张状态观测器对总干扰项进行估计并在非线性控制器的设计中进行补偿。结果表明：这两种策略均可以实现容腔内压力精确控制,使用双阀ADRC压力控制策略的控制精度更高。     

摩擦焊模块化测控系统实现

设计基于P89C51RD2单片机的摩擦焊机压力及转速两个测控电路模块,实现对惯性摩擦焊过程关键参数压力及转速的闭环控制.摩擦焊机液压系统控制阀采用可控性较好的电液比例溢流阀,由压力传感器对实际压力进行检测,检测信号进入压力测控电路模块,经A/D转换、运算处理及D/A转换后输入电液比例溢流阀,以实现对摩擦焊接过程压力的连续调节.焊机主轴电动机驱动器采用调速性能较好的变频器,主轴转速由光电旋转编码器进行检测,其脉冲信号直接进入转速测控电路模块,经运算处理及D/A转换后输入变频器,实现调速控制,使焊机主轴电动机可按照焊接工艺的要求得到稳定、准确的转速.实际生产应用表明,压力及转速控制系统工作稳定、操作方便、运行效果良好.     

比例阀控液压马达速度控制系统的性能研究

在分析了液压马达速度控制系统的特点的基础上 ,提出了电液比例阀控液压马达速度控制系统的方案。静、动态特性分析和PID控制研究表明 ,该系统与普通泵控液压马达系统相比具有调速特性好、响应时间短的优点 ,与普通阀控液压马达系统相比具有效率较高的优点。     

基于先导压力补偿的插装式比例流量阀控制特性研究

采用比例阀作为先导级的Valvistor阀,具有结构简单、成本低、通流能力大、压力损失小等优点,主阀流量是先导阀流量的线性放大,在工业领域中应用广泛。为了提高Valvistor阀的控制精度和可靠性,提出在Valvistor阀内部机械反馈通道的基础上叠加一个压力补偿阀,控制先导阀流量,进而控制主阀流量,并利用Simulation X对阀控制特性进行研究。结果表明,新设计的阀控制精度高、动静态响应特性好。     

1000 t惯性摩擦焊液压多缸同步控制策略研究

针对大吨位惯性摩擦焊机多缸液压顶锻系统强干扰、强非线性的特点,面向多缸系统同步性能的高精度、强抗干扰的要求,基于自行设计的一套具有位置反馈的三缸液压顶锻系统,建立了阀控缸系统以及位置反馈同步系统的动态响应数学模型,并且提出了以伺服阀控液压系统为基础,在偏差耦合控制方式下采用模糊PID对控制参数进行优化的多缸同步控制策略。在MATLAB Simulink中对该控制算法进行仿真研究,并与传统PID控制算法进行对比。结果表明,所设计的控制策略实现了千吨级负载下多缸系统同步误差小于0.05 mm的稳定输出,具有较好的鲁棒性和较高的同步控制精度,为国产大吨位惯性摩擦焊机液压伺服系统提供设计参考。     

电气比例阀压力自校正控制策略研究

 电气比例阀压力输出控制具有时变、非线性特点，常规PID控制方法很难适应其响应快速、控制精确高的要求，深入分析了电气比例阀结构与工作原理，建立了电气比例阀非线性数学模型。提出采用PID参数自适应整定的模糊PID控制策略，详细分析了模糊PID控制器的设计方法。在软件MATLAB/Simulink中对控制系统进行了设计与仿真，并将控制效果与常规PID控制和模糊控制效果进行了比较分析。结果表明：模糊PID控制算法能使比例阀压力输出控制具有更好的动静态特性和自适应能力。     

轴向柱塞泵配流副油膜试验原理及控制特性

为研究油、水介质下轴向柱塞泵几类关键摩擦副的润滑特性,提出采用电液单元对润滑油膜进行主、被动控制的专用试验系统原理。论述该试验系统用油膜厚度反馈控制配流副密封间隙的模拟试验装置的原理与构成,将微缝隙流对电液控制系统的作用简化为弹簧中阻尼器负载,建立配流副对润滑油膜厚度的阀控缸物理模型并推导精密缸位移控制方程,分析影响润滑性能的主控参量及相互关系,仿真研究油膜厚度控制的动态特性。运用该试验系统进行了初步的平面配流副油膜试验。研究表明,油膜平衡的仿真与试验基本一致,供油压力、摩擦转矩等对润滑油膜的形成影响较大。伺服比例阀的反馈控制原理使系统的油膜厚度动态反馈性能趋于稳定,但在供油压力斜坡变化时油膜厚度平衡值在设定范围内有一定变化。     

二维电液比例换向阀动态特性及稳定性分析

二维电液比例换向阀兼具直动式和导控式比例阀的功能:正常工作压力下,比例电磁铁输出的推力通过压扭联轴器使阀芯转动,阀敏感腔的压力差动变化,驱动阀芯轴向移动,与此同时阀芯反向转动,敏感腔的压力又逐渐恢复为原来的值,阀芯到达一个新的平衡位置,实现对阀芯位移的液压先导比例控制;当工作压力为零时,则由比例电磁铁直接驱动阀芯。在正常的工作过程中,压扭联轴器不仅可以实现直线-旋转运动转换,还可将比例电磁铁的驱动力放大,使其能有效、可靠地驱动阀芯转动,从而提高其比例控制性能和工作可靠性。通过2D阀的建模、动态仿真及稳定研究,弄清2D阀的关键结构和工作参数对动态特性的影响,并建立2D阀的稳定条件,为其结构设计和优化提供理论依据。对2D阀试验研究,测得直动与导控两种工作状态下主要性能曲线与指标,试验表明2D电液比例换向阀不仅可以实现直动和导控的功能,而且通过先导控制可以有效克服液动力和摩擦力的不利影响,同时也证明了2D阀具有较快的响应速度和很好的稳定性。     

基于AMESim的先导式比例减压阀建模与仿真

在分析先导式比例减压阀结构与工作原理的基础上,利用HCD液压元件库建立了先导式比例减压阀的AMESim仿真模型,设置模型参数,对阀的静态和动态特性进行仿真分析,并讨论了影响先导式比例减压阀动静态特性的主要因素,为比例减压阀的设计、选型及控制提供了理论依据。     

新型矿用比例方向阀动态特性及控制方法分析

适用于液压支架的比例方向阀代替现有的开关型方向阀,是液压支架智能化的重要组成部分。提出了一款适用于液压支架系统的比例方向阀方案,其兼有手动开关控制模式和电液比例控制模式,建立了其数学模型和仿真模型,分析了其动静态特性。研究表明:主阀进液阀芯位移与输入信号占空比呈线性反比例关系;合理设计反馈槽宽度和进液阀芯面积比可以提高阀芯的响应速度;当仅有液压反馈时,进液阀芯位移仍受控于输入信号,避免了因传感器失效对控制系统造成的灾难性事故的发生;通过增加电反馈与原有液压反馈构成双反馈控制的方式,大幅提高了阀的响应速度、线性度、滞环等特性。