单活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

以设计的单活塞杆液压缸为研究对象,建立了液压缸的数学模型,分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载容积、活塞面积和液压介质的弹性模量等因素有关。研究了活塞杆伸出过程中,液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化,对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学建模和分析有重要的参考价值。     

基于AMESim的防突钻机液压系统动态仿真分析

分析全液压防突钻机回转液压系统的工作原理,利用AMESim软件建立其仿真模型,并进行动态仿真分析,得到了不同负载下马达进口压力变化曲线,并通过现场模拟试验验证了仿真结果的正确性;对影响系统动态特性的因素进行分析,得到不同等效黏性阻尼系数的情况下马达输出转速和进口压力的响应曲线。试验和仿真结果表明,该回转液压系统具有良好的动态特性以及很强的负载适应性。     

80MN快速锻造液压机液压固有频率计算

结合锻造工况,建立80 MN快速锻造液压机主控系统物理模型,考虑到活动横梁两侧压力作用面积不同,将各工况等效为非对称缸驱动活动横梁运动,分别推导活动横梁两侧液压弹簧刚度以及各工况下等效质量,给出主控系统液压固有频率计算公式,最后以正弦锻造曲线作为理想位移曲线,校核负载稳定运行的最大速度和最大加速度值.结果表明,该液压机...     

阀控非对称液压缸往返运动动态特性对比分析

伺服阀控制非对称液压缸往返运动时的动态速度特性有很大差别.笔者分别推导了阀控非对称液压缸正反两方向运动时的传递函数,得到了两种情况时阀控缸系统的速度增益,液压相对阻尼比、固有频率与负载刚度等之间的关系,并进行了对比分析.对阀控非对称液压缸的设计、仿真及控制具有积极的指导意义.     

液压激振伺服控制系统的模型辨识

推导了液压激振伺服控制系统模型的传递函数表达式,在AMESim中建立了系统模型并进行线性化分析。将AMESim中通过雅可比矩阵运算得到的结果作为依据,在MATLAB中进行系统模型辨识,得出系统的一阶积分环节增益、伺服阀和液压缸的固有频率与阻尼比等参数;在Simulink软件中建立验证模型并进行验证。结果表明:系统模型辨识得到的关于伺服阀和液压缸的固有频率和阻尼比与AMESim仿真模型线性特征值对应;Simulink验证模型的输出曲线与AMESim仿真中的输出曲线基本吻合,表明该方法能满足液压激振伺服系统的模型辨识。     

变质量液压位置控制系统动态特性及控制研究

针对大型液压固定式破碎机位置控制系统参数多变的特点,建立了破碎机大臂液压位置控制系统的数学模型,分析了其等效质量、固有频率和阻尼比与大臂、二臂位姿的关系,研究了传统PID和基于指数趋近率的滑模变结构控制算法的控制效果。仿真结果表明:基于指数趋近率的滑模变结构控制算法响应速度快,鲁棒性强,控制性能优于传统PID控制。     

一种泵车臂架模态分析中液压油缸的等效方法

针对混凝土泵车臂架模态分析中液压油缸难以精确模拟的问题,推导了液压油的等效刚度公式,结合臂架液压系统特点,建立了臂架液压油缸的等效模型,得出了臂架任意姿态下液压缸的等效刚度与密度公式.运用上述方法对某臂架两种典型姿态进行模态分析,并进行对应姿态的固有频率测试,所得结果验证了提出的液压油缸等效方法的准确性.     

负负载工况下打捆机举升机构的机液联合仿真

以高线打捆机的举升机构为研究对象,为验证所设计的液压系统能否很好地平衡液压缸回程时产生的负负载,同时验证液压缸驱动力是否满足要求,利用MATLAB/Simscape工具箱中的Multibody和Fluids模块,建立高线打捆机举升机构机液联合仿真模型,并进行仿真实验。结果表明：联合仿真能很好地模拟出举升机构回程时在液压系统控制下的液压缸驱动力变化,液压系统对负负载的平衡是有效的,液压缸在运动全程中的驱动力也满足要求,验证了设计的合理性。     

基于AMESim的风力发电机的液压马达启动特性的研究

兆瓦级大型风力发电机的偏航系统通常采用电机驱动,但是偏航速度和电机速度相差较大,造成减速机的尺寸大、质量大、安装维护比较复杂;另外还存在偏航电机启动电流大、偏航负载变化频繁、偏航位置不易精确控制的问题。针对以上问题,提出液压马达的比例系统控制方案,建立了液压马达的数学模型,利用AMESim软件对液压马达的启动、工作过程中转动惯量、负载扭矩、阻尼系数进行研究;采用阶跃信号对液压马达进行仿真,对仿真结果进行分析,验证理论的合理性和可行性。结果表明:液压控制方案在降低偏航减速比、减轻减速机尺寸和质量、提高偏航位置控制精度方面具有独特的优势。     

基于线性扩张状态观测器的机械臂变负载滑模控制

大型串联机械臂液压控制系统存在变负载及外干扰问题,机械臂不同工作姿态的等效质量会造成液压缸系统固有频率变化,影响系统动态特性,为此提出一种基于线性扩张状态观测器的滑动模态控制策略(LESOSMC)。以破拆机器人机械臂为研究对象,仿真试验结果表明:LESOSMC在机械臂处于不同姿态时,保持了很好的动态特性和稳态精度,对周期正弦信号也具有良好的跟踪性能。LESOSMC在机械臂变负载控制中具有良好的鲁棒性,满足重载液压机械臂关节位置控制的要求,为解决液压重载机械臂关节液压缸的位置控制提供了有效的工程方法。     

新型静压支承结构液压缸力学性能分析与实验

传统液压缸多采用导向环和密封圈组合密封的方式,普遍存在内耗高、响应速度慢、抗偏载力差等问题。在静压支承理论的基础上,提出一种新型椭圆形静压支承结构液压缸及其设计方法。采用理论计算和模拟仿真相结合的方式,对比分析了传统型、矩形静压腔和椭圆形静压腔液压缸的抗偏载力、摩擦力的大小及其主要影响因素。仿真结果表明：静压支承式液压缸的抗偏载能力和摩擦力性能均明显优于传统结构液压缸,且椭圆形静压腔结构具有明显优势。最后,设计实验测试平台,通过实验验证了上述计算模型和仿真模拟的正确性。     

预应力钢丝缠绕厚壁缸筒三维模型和平面应力模型分析

本文给出预应力钢丝缠绕有限元分析的三维模型和轴截面平面应力模型两种模拟方法。以80MPa内压的50MN预应力钢丝缠绕液压缸为算例进行有限元模拟,将钢丝层简化为六层圆筒,分别施加预应力和边界条件,两种模型均能得到相同的计算结果。但轴截面平面应力模型计算效率更高,结果更容易收敛。在求解方法处理上,将各钢丝层预应力按一个载荷步施加;将每层钢丝载荷工况定义为一个载荷步文件,后一载荷步文件删除前一载荷步载荷,采用载荷步文件法求解,按工况组合的方法将这些载荷步计算的结果叠加在一起;以及采用多载荷步方法计算。三种方法得到了相同的结果。     

阀控缸型式液压电梯的振动模态分析

所设计的液压电梯采用直顶方式,以阀控缸型式液压电梯作为研究对象,构建了其物理模型,建立了基于柱塞缸与轿厢架(m_1)、轿厢与电梯载重(m_2)二自由度的阀控式液压电梯系统动力学方程。在此基础上,讨论了该液压电梯系统的振动固有频率的计算方法。通过仿真实验,着重分析了其油液刚度、轿底橡胶减震垫刚度以及轿厢载重大小的变化对系统固有频率的影响。结果表明:其他条件不变情况下,液压电梯系统的一、二阶固有频率随油液刚度的减小而减小;液压电梯系统的一、二阶固有频率随轿底橡胶减震垫刚度的增大而增大;液压电梯系统的一、二阶固有频率随轿厢载重的增大而减小。     

基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统研究

针对阀控非对称缸位置控制系统,通过理论公式搭建非对称液压缸的数学模型,采用前馈PID控制方法实现其位置控制并进行仿真和实验验证。利用传递函数推导出基于轴控阀的阀控非对称缸位置控制系统数学模型;根据所推导的数学模型采用前馈PID控制算法,利用AMESim搭建了非对称液压缸位置控制系统仿真模型;通过对阀控非对称液压缸位置控制系统进行实验,验证了搭建的轴控阀阀芯位置控制系统与非对称液压缸位置控制系统的正确性和有效性,实现了轴控阀阀芯精确位置控制与对外负载的控制。     

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。     

基于AMESim的单缸轴向约束活塞液压发动机流量脉动研究

单缸轴向约束活塞液压发动机作为一种新型的双元动力源,通过活塞销与柱塞的直接连接和保留传统发动机的曲柄连杆机构,使其可以同时输出液压能和旋转机械能,而且在机-液能量转化上,缩短动力传递链,减小能量损失,但是单缸发动机工作存在不稳定性,容易引起输出高压油的流量脉动较大。通过AMESim仿真软件搭建单缸轴向约束活塞液压发动机机-液工作仿真模型,对机-液动力传递链中的柱塞运动特性、泵腔流量特性、输出液压油脉动特性进行研究,仿真结果表明：柱塞运动以及泵腔的流量特性满足液压发动机设计要求,通过蓄能器的合理选用使输出液压油流量脉动得到较大改善。     

液压缸双梁铰接式剪叉机构动力学及运动学分析

对液压缸双梁铰接式剪叉机构进行动力学及运动学分析,推导出液压缸活塞运动速度与剪叉机构升降平台速度的关系式及活塞推力与机构载荷的关系式,并根据实例计算结果描绘出恒定载荷下活塞推力与剪叉机构升降平台速度随平台起升高度变化曲线,为液压系统流量、压力的确定以及液压缸优化布置提供了理论依据。     

转速感应控制与负载独立流量分配的设计与应用

当运梁车行走液压系统采用转速感应阀控制时,发动机低转速会使负载敏感系统流量不饱和,从而直接导致执行机构速度受负载大小影响。针对此问题,提出使用独立流量分配系统的方法。利用AMESim软件对系统进行建模仿真,通过对比测试与仿真曲线,验证了仿真模型的准确性和系统原理的正确性。仿真结果表明:该系统能够实现发动机在不同转速下、开式液压系统的稳态响应,实现发动机和负载之间的功率匹配,对降低能源消耗具有积极意义。