开关先导型超高压气动减压阀原理与特性研究

设计了一种开关先导型超高压气动减压阀.该阀设计输入压力为35 MPa,输出压力为4～25 MPa.采用电反馈闭环控制,主阀采用活塞式结构,先导阀由两个电磁开关阀构成.建立了系统的非线性数学模型,分析结构参数和控制参数对系统动态特性的影响,利用Matlab进行了仿真,并在测试平台上对该减压阀的特性进行了实验,得到了减压阀的特性曲线.仿真和实验结果表明,该阀在设计压力范围内具有良好的压力特性;调压腔的体积和进排气气阻是影响阀动态特性的重要因素;增大调压腔的体积或增大进排气气阻可减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度,但系统的反应时间变长     

压力跟踪阀建模、仿真与试验研究

在应用减振技术的大型液压装备中常常需要实现弹性元件内压力对执行器内压力的跟踪,以保证弹性元件与执行器接通时系统的平稳.为了简易、安全并可靠的实现这一功能,设计了一种压力跟踪阀,建立相应的数学模型及AMESim仿真模型.对阀的反馈环节进行分析并考察阀芯作用面积、阀口开度和阻尼器阻尼对阀动、静态特性的影响.当阀芯直径为16mm、阻尼孔直径为1mm且为零开口阀时,压力跟踪阀具有较好的动、静态特性.搭建相关试验台进行试验验证,结果表明:压力跟踪阀可以较好地实现压力跟踪功能,压力跟踪误差可控制在0.1MPa左右且压力跟踪稳定.应用了压力跟踪阀的系统可以有效的实现弹性元件与执行器之间的平稳切换.     

基于AMESim的定压差吹除阀仿真

为进一步探究吹除阀的动态特性及各参数对吹除阀工作性能的影响,运用AMESim中的气动元件设计库对定压差吹除阀内部结构进行建模仿真,对其动态特性进行了系统的分析研究,并通过对吹除阀弹簧刚度、弹簧预压缩量、气源压力、舷外海水压力等参数的分析,获得各个参数对吹除阀工作性能的影响。仿真结果表明:定压差吹除阀的出口压力稳定,阀芯动态响应迅速;通过改变弹簧刚度和弹簧预压缩量,可以调节吹除阀压差控制范围;定压差吹除阀的压差大小会随气源压力和舷外海水压力的变化而有所波动,但波动幅度均在压差控制精度要求范围以内,并且降低舷外海水压力或提高气源压力,可以有效缩短吹除时间,提高工作效率。     

热冲压冷却循环系统的余热回收压力控制

目的研究余热回收系统中水循环路径,实现系统中四台水泵随压力变化而自动启停的控制并最终实现系统的自动控制.方法结合热冲压工艺对水的循环路径进行分析,通过得到的冷却循环系统的逻辑控制关系,分析压力影响因素.分析水泵的电气实现过程,利用VB对冷却循环系统的压力控制过程进行模拟.结果得到了根据流量变化可以改变液体压力,通过压力变化来控制水泵的开启.当压力高于0.48 MPa时,电控阀C1开启;当压力低于0.4 MPa时,水泵的开启还受到时间的限制,当前一台开启时间低于3 min时,水泵的启停情况不变.经过VB模拟证明,提出的控制方案是可靠的.结论根据压力变化可以实现冷却循环系统水的自动循环,根据逻辑控制过程来编订程序可以减少循环错误,节省大量时间,取得更大收益;同时利用压力控制来实现系统的自动控制的方法,可以广泛应用于其他相似过程控制的液体传输.     

超高压气动比例减压阀的设计与仿真研究

自行设计了一种超高压气动比例减压阀，该阀的先导气流引自主阀的进气口，流经压力调节腔排入主阀的排气口；以比例电磁铁作为先导级控制元件，采用电反馈闭环控制，输出压力在8～25 MPa连续可调。通过建立系统的非线性数学模型，分析减压阀的动态特性及结构参数、控制器参数的影响，并利用Matlab进行了仿真。结果表明，该阀在设计压力范围内具有较好的压力特性；PI参数固定的控制器不能同时较好地满足阀在较高和较低输出压力下的控制要求；调压腔的体积是影响阀动态特性的重要因素，增大调压腔的体积是减小输出压力振动幅度、提高输出压力精度最为有效的方法。     

车辆用内控可调速的液压优先阀设计

常规的液压优先阀在工作负载流量突变时,阀的动态响应存在一定的滞后现象,阀芯开启和关闭的响应速度均较慢,受限于保证压力稳定性和开启的响应速度在设计范围内,固定阻尼孔的设计尺寸较小,使得工况切换时,阀芯关闭速度慢,流经阻尼孔的补充油液流量小,无法满足系统快速补油的需求。为解决上述问题,在液压优先阀的主阀阀芯内部设计并集成了一个速度调节微阀,该微阀利用不同油液流动方向下阻尼孔不同的原理调节主阀的启闭响应速度,实现阀芯的缓开快关,根据阀内动力学方程,利用仿真对设计的微阀进行建模和优化,确定了最佳匹配参数并初步证明了设计的有效性。实验结果表明:通过合理匹配阻尼孔过流面积,当转向或换挡回路急需大流量时,速度调节微阀能够加快主阀的关闭速度,及时将辅路油液补充到主路,集成微阀相比传统主阀芯采用固定阻尼孔时的关闭速度提升了1倍;当转向或换挡完成后,速度调节阀能够实现主阀的开启速度比关闭速度慢,抑制压力冲击。速度调节微阀的设计解决了优先阀切换时主阀芯关闭速度慢的问题,有助于辅泵快速向主泵补油,满足系统工况改变的大流量需求,提升了系统的响应速度。     

挖掘机电液流量匹配控制系统流量补偿试验

为改善挖掘机液压系统的操控性和节能性,采用电比例泵和电比例多路阀同步控制方式的电液流量匹配控制系统.以2 t挖掘机试验样机为研究对象,分析电液流量匹配控制系统的结构原理和特点;针对挖掘机轻重负载不同工况,测试系统的压力和流量特性,通过试验研究基于压力特性的开环流量补偿方法.利用实时检测的油缸速度间接实现流量闭环控制,试验分析动臂、铲斗单执行器动作和复合动作的速度控制特性,并对系统进行变负载、变速度工况测试.试验结果表明：采用流量补偿方法提高系统的流量控制精度;电液流量匹配控制系统与负载敏感系统相比,泵的压力裕度减小0.6～0.7 MPa,提高了系统的节能性和动态响应性.     

压力脉冲试验伺服控制系统机理分析与仿真试验

为实现压力脉冲试验中标准压力波形的精确动态跟踪控制,满足高压力高频率持续冲击的要求,建立该试验的液压伺服系统与测控平台.将飞机用作动筒和伺服阀等被试液压件处理为封闭容腔,利用油液压缩性进行建压,采用LabVIEW图形化编程技术完成了液压系统的可视化动态伺服控制.在建立伺服阀、被试容腔和蓄能器数学模型的基础上,结合数字PID控制算法,完成AMESim环境下的仿真,对比分析不同容腔容积和冲击频率对系统性能的影响,得到不同条件下系统流量和阀口开度等参数的理论值,仿真结果表明伺服阀需要有额定200L/min以上的通流能力.实际试验系统以压力等级50MPa,通流能力230L/min的大流量伺服阀为直接控制对象,试验高压达到50 MPa,并可无级调整,压力冲击波形周期2 Hz、区间5~42 MPa,试验曲线落在标准阴影区以内,试验结果符合预期指标,并验证了仿真分析的可靠性.     

一种非线性对象的智能控制器

本文针对自动压药机压力控制过程，设计了一个具有任务适应和参数适应能力的智能控制器，解决了非线性和时变控制问题，实时控制结果验证了该智能控制器的有效性，具有很强的适应能力和很高的控制精度。     

压缩机制冷量测试系统测试工况的计算机控制

本文研究小型制冷压缩机制冷量测试系统的测试工况控制问题.针对系统的热动力学特性及计量标准对测试工况的高精度要求,研究了计算机工况控制策略,从制冷系统结构本身和控制算法两方面提出改善控制精度和加快响应速度的措施,并在实验样机上付诸实现,温度和压力的控制精度分别达到±0.1℃和±0.001MPa.     

智能井控系统的控制研究

智能井控系统是应用计算机对井口回压进行监测和实时控制的机、电、液一体化系统,系统采用计算机电液比例闭环控制.通过研究建立电液比例控制系统的数学模型,并采用PID控制和专家控制相结合的方法,结合石油天然气井控的相关知识实现对井控节流系统的计算机自动控制.该系统在塔里木现场试验获得圆满成功,系统工作稳定、压力超调量小、控制准确,具有广阔的应用前景.     

较大密闭容腔的高精度水压控制

为了精确模拟水下特种设备工作环境中外部水压的动态变化过程,检验密封装置的密封性能,提出一种基于电液力控制的水压控制方法.设计并建立包含压力传递装置、电液力控制系统等部分的较大密闭容腔水压控制系统.通过分析系统的数学模型,提出“Fuzzy+PID”复合控制策略进行水压控制.在建立的实验系统上进行实验研究.实验结果表明,水压可控范围为0.1～10 MPa,稳态误差为±0.04 MPa,压力无失真斜坡跟踪最大速率可达±2 MPa/s.     

基于自动代码生成的共轨压力控制策略

为了缩短共轨压力控制算法的开发周期及降低开发成本,通过Matlab/Simulink及RTW Embedded Coder工具箱完成前馈控制加比例积分微分（PID）反馈控制的高压共轨压力控制策略的建模及自动代码生成.针对共轨压力在发动机一个工作循环内的波动规律,共轨压力控制系统定相位采样共轨压力传感器,提高共轨压力控制的稳定性.试验结果表明,稳态时共轨压力波动幅度小于1.5 MPa,阶跃响应时共轨压力超调量在2 MPa以内,稳定时间小于0.5 s,在不同燃油喷射量下,轨压波动总能稳定在±1.5 MPa以内.该控制策略易于实现,并兼顾控制精度及响应速度,完全满足高压共轨压力控制要求.     

小量程大行程压杆检测系统及在脑-机接口的应用

为准确采集大鼠前肢运动压力值,以便于分析大鼠大脑初级运动皮层神经元信号与其相关运动感知的关系,通过理论计算,采用金属箔式全桥差动电桥测量原理和杠杆原理,设计了大鼠用微小量程、较大行程测力传感器,采用高精度外设部件互连标准（PCI)信号采集与控制输出模块,设计了大鼠实验压杆检测系统,能很好的实现大鼠前肢动作奖赏控制.实验结果表明：与现有的测力传感器相比,克服了其在测量精度、量程等方面的局限性;压杆检测系统能够实时在线记录大鼠前肢运动压力值及显示相关参数,且系统采集数据准确度和精度较高,该检测系统使得小型动物运动感知研究的脑-机接口信号检测能力显著提高.     

2D数字压力阀

2D数字压力阀是采用阀芯的双运动自由度设计的导控型压力阀。该阀由阻尼管型的液压桥路和旋转自由度构成阀的导控级 ,控制着一个阀腔的压力 ,该压力与反馈到另一个阀腔的压力进行比较 ,所产生的不平衡力驱动阀芯线性运动从而改变阀口的大小 ,使的阀的出口压力与液压桥路的输出压力保持定值比例关系 ,并且不随阀口输出流量的变化而变化。阀芯的旋转运动由数字接口驱动 ,该数字接口由执行元件——步进电动机及数字阀控制器组成。控制器的核心部分为跟踪算法 ,该算法可以使步进电动机的输出角位移连续可控 ,这样可以同时保证阀的响应速度和控制精度     

基于反步法的列车制动缸压力精确控制

针对重载列车电控空气（ECP）制动系统,提出基于反步法的制动缸压力精确控制方法. 通过等效连续化处理和线性化处理,建立具有严格反馈方式的ECP制动系统控制模型;引入已知上界的不确定项,采用指数趋近律的滑模变结构,实现系统局部鲁棒性;基于反步法设计控制律,构造误差变量以及 Lyapunov函数;引入一阶滤波器,解决控制律中存在的“微分项数爆炸”问题. 硬件在环试验结果表明：与传统控制器相比,基于反步法的制动缸压力控制器具有更高的控制精度,其稳态控制误差在±8 kPa内,且调压过程无明显超调;在控制器中引入控制死区,可以大幅降低AV/RV阀的动作次数,提高系统使用寿命.     

主汽压变化对汽轮机热耗率影响的修正分析

以火电厂热经济性的统一物理模型和数学模型为基础,根据多元扰动下的热力系统能效分析模型得到主蒸汽压力对热耗率修正的计算模型,并以某660 MW机组为例,计算并绘制了三阀全开工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,与厂家提供的曲线进行对比,主蒸汽压力计算区间为23.8～24.6 MPa,当主蒸汽压力为23.8 MPa时误差达到最大为0.058 32%,能够满足工程实际的需要,验证了模型的正确性。计算并绘制了不同工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,分析得出负荷越低,主蒸汽压力的偏离对热耗率的影响越大。     

线控制动系统踏板感觉模拟器设计与改进

设计开发一种线控制动（EHB）系统样机,选取不同过流孔径的踏板模拟器常闭电磁阀进行踏板行程-踏板力对比试验.结果表明：当将单个电磁阀直接接入踏板感觉模拟器回路时,随着制动力加载速度的提高,会产生实际制动踏板行程-踏板力关系曲线偏离目标曲线的问题,并且电磁阀孔径越小,偏离越大,借助于数学推导得出电磁阀过流孔径与踏板速度响应之间的理论关系.设计一种液压先导阀加入到踏板模拟器回路中,以提高系统通流能力和踏板速度响应,液压先导阀由原回路中的电磁阀控制.对改进的踏板模拟器回路进行仿真及试验,结果均表明：改进过的回路可较好地实现踏板行程-踏板力曲线精度,曲线受踏板力加载速度变化影响小,同时可使模拟器常闭电磁阀工作功耗更低,提高了系统的可靠性.     

密相气力输送过程中炭黑破碎问题的分析

采用正交试验方法对炭黑在气力输送过程中影响破碎的因素进行了优化试验;通过试验数据分析得到了在双压送罐双管密相输送情况下,影响炭黑破碎率的各项因素的关系,依次为压送罐开泵压力、结束弯管压力、辅管阀开启压力、主管压力、辅管压力,从而得到降低破碎率的有效方法以及相对最优输送参数,即压送罐开泵压力0.1 MPa、结束弯管压力0.1 MPa、辅管阀开启压力0.05 MPa、主管压力0.3 MPa、辅管压力0.35 MPa。