基于模糊自适应PID控制策略的液压变压器驱动直线负载系统研究

液压变压器是液压恒压网络系统中一种压力转换元件,可以实现无节流损失地将液压恒压网路系统压力转换为负载所需的压力.液压变压器的特性决定了其是典型的非线性元件,且液压变压器控制液压缸系统的模型本身就具有较大的非线性因素,且系统的传递函数也很难表达,采用一般的控制策略很难达到满意的控制效果.提出采用模糊自适应整定PID控制策略来尝试对液压变压器驱动液压缸系统进行仿真研究,结果表明采用模糊自适应PID控制策略能够提高液压变压器的伺服性能以及系统的动静态特性.     

比例控制回路压力补偿分析

针对带压力补偿功能的比例控制回路中传统单级补偿阀弹簧可调性差引发流量控制方式单一的问题,研究一种基于变压差压力补偿原理的比例控制手段。以一种带新型变压差压力补偿单元的马达控制回路为研究对象,针对控制回路进行仿真,获取仿真环境下比例控制阀流量及压力的变化规律,揭示负载发生变化时,带变压差压力补偿单元的比例阀控制回路系统的抗干扰特性和调速机制。最后比对实验结果并对仿真模型的正确性进行验证。结果表明：研究的变压差压力补偿回路相比传统单级压力补偿回路性能更优,可通过调节压力补偿阀先导元件的设定值使比例控制回路拥有更大的流量调节范围。     

75MN"短行程"铝挤压机上料部分的自动化控制

上料方式是"短行程"挤压机的关键技术.75MN"短行程"单动卧式铝挤压机采用前上料结构,针对前上料机械结构的特点及工艺要求,自主开发设计了电气控制系统.详细介绍了控制系统的硬件配置和软件设计.系统采用上位工业控制计算机和工业可编程序控制器两级控制,程序设计采用模块化、功能化结构.通过对机构的位置控制、压力闭环控制、速度控制等,实现了上料部分的自动化控制,为以后的设计工作提供了一个参考方案.     

LFW系统顶锻方向位置与压力转换无扰控制原理的分析及试验

为改进线性摩擦焊接系统中所设计的顶锻方向液压控制位置和压力转换控制过程,提高顶锻方向位置精度,对其液压控制位置和压力转换控制方式的原理进行研究,明确顶锻方向位置控制和压力控制的特点及其各自应采用的控制器的形式.进一步研究顶锻方向位置控制和压力转换控制策略,提出顶锻位置控制和压力协同控制方法,对控制特性进行试验验证.研究结果对提高主机的生产效率和性能具有理论和实际意义.     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

水辅成型水液压系统的压力比例控制试验研究

通过对水辅成型循环工作特征和负载特性分析,设计和搭建了基于蓄能器补流和增压缸压差控制的水液压比例控制系统,建立了系统的控制模型;试验研究了系统压力控制的静、动态特性.仿真和试验结果表明:系统的关键环节在比例溢流阀,元件的非线性大宽度滞同降低了系统开环控制精度,闭环控制可以提高线性度和稳态精度,输出压力斜坡响应易产生严重的振荡,需要通过补偿滞环提高系统的控制性能.     

高频脉冲变极性焊接电源及电弧压力分析

采用变极性和高频脉冲电路叠加,设计了一套变极性和高频脉冲复合电流输出特性的焊接电源,将高频脉冲电弧特性引入变极性焊接过程.建立电弧压力数学模型,结合具体工艺试验,分析了高频脉冲电流对于变极性焊接电弧特性的改善.结果表明,在相等电流有效值的情况下,电弧压力随脉冲频率的提高而增加,高频脉冲电流频率达到5kHz附近时,弧柱区电弧压力较常规直流电弧提高2倍左右,电弧的挺度和能量密度都有所增加,为进一步研究高频脉冲变极性焊接方法在铝合金焊接中的应用提供了理论依据.     

重型AT闭锁润滑油路油压特性及其优化

为了提高重型液力自动变速器闭锁润滑油路的油压动态特性,基于对该部分调压系统工作原理分析,使用AMESim软件建立闭锁润滑液压系统仿真模型。改变阀芯质量、弹簧预紧力、弹簧刚度、控制腔阀芯直径参数,对变矩器压力调节阀、润滑压力调节阀油压调控动态特性影响进行仿真分析。最后采用遗传算法,对影响变矩器压力调节阀、润滑压力调节阀油压调控动态特性较大的结构参数进行优化。优化结果表明：优化后的变矩器压力调节阀、润滑压力调节阀调压过程中油压波动幅度明显减小,油压达到稳定所需时间也明显减少。     

土压平衡盾构推进电液控制系统仿真及试验研究

介绍了采用压力流量复合控制的土压平衡盾构模拟推进电液控制系统的工作原理,以土体线性粘弹性模型作为负载建立了比例溢流阀、比例调速阀和液压缸的数学模型,分别导出了比例溢流阀控制推进系统压力和比例调速阀控制推进系统速度的传递函数。采用常规PID控制对压力和速度控制系统的阶跃特性和稳定性进行仿真分析,验证其可行性。通过对盾构模拟推进试验结果分析可以看出该液压系统在模拟盾构推进试验中达到了预期的控制效果,为实际盾构推进液压系统的设计提供一定的参考依据。     

气压ABS压力调节单元的建模与分析

建立了本实验室所使用的某型号气压ABS压力控制单元的AMESIM模型，对该压力控制单元的动态响应特性进行了仿真。结合该压力控制单元，建立了某客车气压ABS系统的AMESIM模型，通过仿真得到了气压ABS工作过程阀特性与控制效果的关系曲线。     

飞机座舱气动式压力调节系统稳定性仿真研究

建立某型飞机座舱气动式压力调节系统工作在恒压调节区时的数学模型,并进行系统的稳定性和动态性能的仿真试验研究。结果表明：所提出的压力调节系统的稳定性和动态性能较好。分别分析气密座舱体积和控制腔体积对系统稳定性和动态性能的影响。研究结果为深入了解飞机座舱气动式压力调节系统的工作原理、工作过程、稳定性和动态性能提供了参考。     

动压缸电液伺服压力系统自适应反步双滑模控制

给出了轨道路基测试装置液压原理图、动压缸电液伺服压力系统数学模型和AMESim模型。将动压缸电液伺服压力系统拆分为动压缸位移子系统和动压缸输出压力子系统两部分,在此基础上,设计了一种自适应反步滑模控制方法:采用双滑模结构,分别构造动压缸位移子系统滑模自适应控制和动压缸输出压力子系统反步滑模自适应控制,给出了不确定参数的自适应律,并对该方法的稳定性进行了证明。最后将该方法作用于动压缸电液伺服压力系统AMESim模型上,仿真结果表明:该方法不仅可以有效地估计系统中参数,实现对目标期望变量精确地跟踪,具有比积分滑模自适应控制(ISAC)更好的控制性能和跟踪性能;而且可以有效地减小参数不确定性对跟踪性能的影响,具有较好的鲁棒性能。     

基于砝码加载恒压供油装置的机油控制阀性能测试台的设计

进行了机油控制阀性能测试台的设计。采用基于砝码加载的恒压供油装置实现了全程恒压供油;用程控PWM电源激励机油控制阀,实现了对机油控制阀0.05~1.05 A的电流扫描;实时检测机油控制阀的电流、流量、压力,获得电流-流量测试曲线、压力曲线,从曲线上提取特征物理量;采用基于数据采集卡的硬件实施方案,采用图形编程语言Lab VIEW编写设计程序,实现了测试过程的自动化。     

液压动力系统功率在线监测方法研究

针对液压动力系统能耗高、效率低等问题,提出系统功率在线监测方法并给出两种功率监测方案;建立系统功率软测量理论模型,并应用变频电机-齿轮泵驱动方式设计液压动力系统试验台;采用恒转矩与恒功率两种变频调速方式,在试验台上进行系统动态功率监测试验,得到不同工况下的电压、电流、压力、流量与功率曲线,并对系统变频调速特性及压力、流量脉动产生原因进行分析;最后结合理论与试验分析结果,给出系统功率匹配控制策略与压力、流量脉动消减措施。     

利用电/气比例阀的容腔压力控制系统的建模与仿真

对利用电／气比例阀的容腔压力控制系统进行了研究,建立了该系统的数学模型,并且采用Simulink对其进行了仿真,通过仿真和试验结果的对比,验证了所建立的数学模型的正确性,另一方面也明确了负载容腔的变化将会对系统的动态响应特性造成很大影响。在理论上对如何进一步改善压力控制系统的动态响应特性提出了一些意见,为进一步采取自校正控制算法改善系统动态响应奠定了基础。     

液压四足机器人油源流量自适应控制研究

在保证机器人正常运行的前提下,为了控制方便,通常液压四足机器人的油源采用恒压恒流的供能方式,这将会导致机器人驱动功率远低于油源提供的功率,造成了严重的能源浪费。为了减小能量损失,提出变流量动态供油策略。介绍油源的变流量控制基本原理,通过负载预测得到各个液压缸速度大小,再结合阀控缸的数学模型推算出单腿在运动过程中实时供油流量需求,并建立仿真模型与机器人样机实验验证流量自适应控制的有效性。实验结果表明：利用油源流量自适应控制策略,液压四足机器人的节能效率相比恒流量供能系统提高了56.51%。     

液压弯辊板形控制系统的动态特性分析

文章针对液压弯辊板形控制系统,建立了电液伺服压力(油压)控制系统的数学模型,从频域和时域两方面分析了系统的动态特性,并提出了一些改进系统的建议.     

基于AMESim的恒压变量柱塞泵的建模与仿真分析

分析了恒压变量柱塞泵的工作原理和机能,利用AMESim的液压机械信号库建立该型恒压变量柱塞泵的仿真模型,根据恒压变量柱塞泵实际的结构与尺寸设置仿真模型的各个参数,对恒压变量柱塞泵静动态特性进行仿真研究,得出了恒压变量柱塞泵工作时泵口的压力和流量特性曲线。将其与恒压变量柱塞泵的流量压力样本特性曲线对比,具有一定吻合度,说明所建立的该型恒压变量柱塞泵仿真模型是比较准确的。同时得出了恒压变量柱塞泵的超调量及恒压调整时间。     

伺服压力机位置/压力自动补偿精确运动控制研究

为了满足机械伺服压力机压力精确控制的需求,设计了一种位置/压力自动补偿精确控制的运动控制系统。首先,分析了发那科控制系统位置/压力控制原理;然后,在压力机上设计位置/压力自动补偿运动控制系统,系统通过回归校正算法提高了应变压力传感器的反馈精度,结合发那科伺服电机与控制器实现位置模式和压力模式的平稳切换;最终,实现伺服压力机位置和压力的精确自适应控制。对伺服压力机不同压力负载控制情况下压力反馈曲线和压力与位置的响应特性曲线进行分析,结果表明,本控制系统满足伺服压力机位置与压力控制的精度和稳定性的要求。     

电源控制模式对镍片微电阻点焊过程的影响

恒流控制模式是电阻焊电源最主要的控制模式,然而该模式在焊接初期能量输入较大,易导致不良焊接现象的发生与能量的浪费。为解决这一问题,文中以薄镍片为焊接对象,研究不同电源控制模式对接头形成过程、接头性能和过程能耗的影响。以抗剪强度作为焊点质量评价指标,采用正交试验研究工艺参数对接头抗剪强度的影响,并获得恒压、恒流和恒功率控制模式下的最优焊接工艺参数;对比研究不同模式下最优焊接工艺参数条件下试样的抗剪强度、熔核尺寸、接头形貌、动态电阻和能量消耗。结果表明,恒流、恒压和恒功率模式下均可获得抗剪强度、表面形貌和熔核尺寸相近的焊接接头,接头形成过程物理特征也相似;然而,恒压控制模式下焊接过程能耗仅为23.73 J,远小于恒流和恒功率模式的过程能耗,在实际生产中具有明显优势。创新点：采用正交试验方法研究了不同电源控制模式下工艺参数对薄镍片微电阻点焊接头性能的影响规律,基于焊接过程电特性曲线对比分析了不同电源控制模式下熔核形成过程,通过焊接过程能耗计算,发现在获得相近接头性能的前提下恒电压控制模式下焊接过程持续时间更短、能耗更低。