蓄能器—不可忽视的液压元件

本文简明扼要地介绍了蓄能器的原理,结构、分类;同时分析了蓄能器未能充分推广使用的原因;并阐述了蓄能器的其它应用、选择、维修。 许多设计人员在液压回路设计中经常忽略蓄能器的应用,蓄能器在液压回路中担当电路中蓄电池的角色。(蓄电池是一种方便的应急能源,但它并非适用于所有工业场合)。蓄能器除了蓄能外,它在液压回路中还可完成一系列其它功能。例如: 提高能量利用率 增加辅助液容 使马达起动平稳 吸收冲击 减小脉动 降低液压噪音 防止油泵气蚀 补偿油液泄漏 弥补因温度变化引起的容积变化 以上所有功能均由一个简单压力容器完成。由于运动部件很少,因而它的使用维护周期比较长。     

液压蓄能器及其工作回路CAD的研究与开发

采用Visual Basic6.0语言和面向对象的编程思想，开发了液压蓄能器及其回路CAD软件。系统主要由蓄能器选择及计算模块、蓄能器回路生成模块和蓄能器回路动态特性分析模块构成，可根据用户的输入，从蓄能器产品数据库中选择出合适的蓄能器，以图表的形式给出结果，并对不合理参数予以报警。利用Auto—CAD建立了液压元件符号库和基本回路库，用户既可修改已有的回路，也可根据需要调用元件符号库中的元件生成自己的回路。用Matlab建立了典型回路的数学模型，用户可通过选择回路模型，输入参数，选择模拟方法，实现对蓄能器回路的动态特性分析，并给出可视化的结果。     

新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性

基于由多个蓄能器串联安装组成的蓄能器组吸收压力脉动的机理,并结合Helmholtz消声器的消声特性和结构优点,设计了一种新型液压消声器。建立了蓄能器组和新型液压消声器的数学模型,并利用数值仿真对单个蓄能器、多个蓄能器和新型液压消声器吸收某液压系统压力脉动的效果进行了对比分析。数值仿真采用特征线法,基于FORTRAN语言编写,将数值仿真结果与试验数据进行对比,验证了仿真模型和计算方法的有效性。研究结果表明:该新型液压消声器,相比于传统蓄能器,可较好地提高吸收压力脉动的效果,同时相比于蓄能器组,又具有较小的结构参数,具有较大的工程应用价值。     

31.5MN快锻液压机蓄能器快锻控制特性分析

针对31.5MN快锻液压机功率浪费严重的问题,在分析已有快锻回路的基础上,研究采用蓄能器的新型节能快锻回路,分析蓄能器快锻回路的工作原理,建立电液比例插装阀、蓄能器、工作缸子系统、回程缸子系统、负载子系统的动态数学模型,在此基础上建立整个液压机快锻回路的数学模型。用Matlab/Sumlink对所建模型进行仿真,结果表明,采用蓄能器实现快锻节能是可行的,蓄能器快锻回路能够满足快锻特性的要求。     

液压节能系统中蓄能器的参数选配和安装研究

针对车辆液压节能系统中应用广泛的皮囊式蓄能器,分析了能量回收效果与蓄能器关键参数之间的关系、蓄能器的安装对吸收系统压力脉动效果的影响．这对车辆液压节能系统蓄能器的选择、安装具有一定的理论指导意义．     

基于偏相关分析的水下控制系统动态响应研究

以某具体水下液压系统为研究对象,建立闭式环形回路和闭式非环形回路的仿真模型,通过单因素分析,得出不同管路阻尼设置、水下蓄能器和执行器等内部因素和水深、回接距离等外部因素的系统响应曲线。基于单因素仿真数据,利用偏相关理论开展水下液压系统控制响应影响因素的相关性分析,获取了影响水下液压系统控制响应的主要因素排序,为提高水下液压系统响应提供参考。     

直线电机伺服系统的无模型自适应控制

针对直线电机对扰动和系统参数变化的敏感性和由于摩擦力和推力脉动使系统具有明显的非线性特性,设计了基于C-SPACE实时仿真系统的无模型控制器,用Matlab/Simulink搭建了控制算法,并进行了硬件在回路仿真,采用基于紧格式线性化方法的无模型自适应控制方法,对应用C-SPACE实时仿真系统进行了算法分析。此外,对无模型控制算法和常规PID算法进行了分析比较,实验结果表明,无模型自适应控制算法在控制直线电机时的控制效果都要优于PID控制,比PID算法更为简洁化。     

基于二次调节技术的小型装载机全液压驱动系统

介绍了全液压驱动系统的工作原理,构建了小型装载机行走和工作的全液压驱动系统,其特色在于一种新的二次调节元件液压变压器以及液压蓄能器的应用。建立了液压变压器压力比的数学模型和液压蓄能器的教学模型,并通过仿真分析了液压蓄能器特性参数与液压变压器配流盘控制角之间的关系。分析得出了所提出的全液压系统相对传统行走驱动系统的优势。     

液驱混合动力车辆优化结构的脉动特性

根据蓄能器优化条件阐述了液驱混合动力车辆的优化结构及其工作原理。建立了液压变压器瞬时流量的数学模型,用频率法进行了并联、串联式蓄能器的理论分析。当配流盘控制角不同时,对液压变压器各个腰型槽口的瞬时流量以及蓄能器的流量响应情况进行了仿真分析。结果表明,无论配流盘控制角是否为零,串联式蓄能器的脉动衰减作用优于并联式蓄能器。     

管道压力脉动的镇定方法探讨

管道压力脉动的镇定方法有二,一是减弱扰动源的扰动强度,包括削弱液压管道进口、出口的脉动源。另一是使用压力脉动消减器,如末端封闭的支管、膨胀室、气室、亥姆霍兹共振器、蓄能器……等。本文将各种消减器的功效进行了理论分析和比较,得出切实可行的结论。     

并联和串联囊式蓄能器的理论分析和数字仿真

本文采用频率法,对新型串联囊式蓄能器衰减液压泵的压力脉动效果进行了理论分析和计算机仿真。并与常规并联囊式蓄能器作了比较,结果表明,串联囊式蓄能器对液压泵压力脉动的衰减效果远优于并联囊式蓄能器,所设计的新型串联囊式蓄能器,可推广应用于生产实际中。     

基于状态空间法的结构动力学建模与简化算法

介绍一种利用模态变换和状态空间理论求解多自由度系统动力学特性和动态响应的方法。该方法可以通过多个单自由度系统模态叠加得出系统的总体频率及时域响应,并可以排序各阶模态对总体响应的相对重要性;通过对各阶模态进行排序,忽略一些不太重要的模态,以对模型进行降阶处理获得简化模型。以简单的悬臂梁模型为例介绍了如何利用有限元模态分析求解模型的特征值和特征向量并建立状态空间模型,并对结构动态响应进行简化计算分析的过程。数值结果表明：该悬臂梁的降阶简化模型和全模型的结果非常接近,验证了该方法在简化计算分析过程的同时可以保证分析的准确性。     

盾构刀盘驱动液压系统压力冲击吸收特性分析

针对盾构掘进地层复杂、负载冲击大的工况特点,提出一种基于压力反馈和电液比例控制的新型开式刀盘驱动液压系统.通过对元件模型的线性化处理建立泵-马达-蓄能器系统的动态数学模型,分析蓄能器的引入对于系统固有频率的影响.同时利用AMESim中的液压模块化元件与液压元件自主设计库（HCD）联合建模,对刀盘在不同工况的仿真过程中,通过比例方向阀控制蓄能器的不同工作状态来研究更好的冲击吸收效果.结果表明,在不同的负载剧变所带来的压力冲击下,蓄能器在吸收冲击的同时也影响到了系统的稳定性,可以通过电液比例控制蓄能器的工作状态来更好地适应负载的冲击．     

煤矿综采工作面远距离供液系统仿真研究

基于AMESIM对管道内径、长度、材质以及蓄能器等因素对远距离供液系统的压力脉动与动态性能影响进行了仿真分析。研究结果表明：通过合理选取管径、管材与蓄能器容积,可以在一定程度上解决综采工作面远距离供液所产生的阻力损失大、压力脉动大与相应时间长这三个问题。     

基于液压平衡的试油试采系统建模与仿真

根据试油试采工况的特点与需求,提出采用液压泵/马达作为平衡配重的移动式试油试采系统.试油试采系统采用开关磁阻电机作为主驱动电机,采用液压泵/马达和蓄能器作为配重.在下冲程时将抽油杆势能和主驱动电机输出的能量储存,在上冲程时将储存的能量释放,液压泵/马达和蓄能器组成的配重与主驱动电机共同提升抽油杆.利用质量集中法,将试油试采系统简化为三质量二联结系统,建立系统动力学模型,通过Simulink仿真得到系统动力学特性,包括抽油杆位移和速度、液压系统压力以及主驱动电机的功率.通过分析仿真结果可知,系统满足试油试采作业对于冲程冲次的要求;通过液压平衡配重提高了能量利用率,可以减小系统装机功率64.3%;电机运行工况得到改善,不对负载提供阻力矩,无负功工况,减小了对电力系统的冲击;系统结构紧凑,集成度高,便于运输.     

地下蓄能及其对地热泵系统的作用

着重论述了地下蓄能(UTES)技术发展现状和所面临的问题,包括传热机理的研究,复杂地下环境下不稳定传热的特性以及UTES系统的控制策略等。通过地源热泵系统的竖直钻井中传热的实验和模拟计算,对蓄能的传热作用进行了分析和探讨。结果表明蓄能改变地下蓄能体的能位,并表现为蓄能体温度和分布的变化,这种变化随时间而改变。建议通过模型分析结合实验研究来进一步完善地下蓄能研究工作,推动中国地下蓄能技术的发展。     

DFIG接入单机无穷大系统的阻尼转矩简化计算

建立了双馈风力发电机各个部分的数学模型并简化,进而得出了双馈风机接入单机无穷大系统后的线性化模型。根据该线性化模型画出相应的Phillips-Heffron模型图。对于双馈风力发电机接入单机无穷大系统的情况,同步发电机的机电振荡回路受到的阻尼转矩来自两部分:一部分来自于同步发电机的励磁绕组及自动电压控制器(AVR),另一部分来自于双馈风机。结合Phillips-Heffron模型图,得到同步机的励磁部分和双馈风机部分对机电振荡回路提供的阻尼转矩的完整算法。然后根据Phillips-Heffron模型图,对双馈风机部分提供的阻尼转矩进行简化分析,并提出两种简化方法。最后通过算例对所提阻尼转矩简化算法进行验证。结果表明,两种简化算法与完整算法结果相近,验证了简化的合理性。     

盾构管片拼装机电液系统高速-低冲击控制方法

为了解决当前管片拼装机回转系统转速低且存在较大启动冲击的问题,提出采用蓄能器回路变速积分控制的高速管片拼装电液控制系统.通过根据误差信号幅值实时调整积分系数,使系统在获得较高运动精度的同时,有效地抑制了系统冲击;通过在液压马达两端增加蓄能器,吸收液压冲击,减小启动阶段的冲击振荡.利用AMESim软件建立管片拼装机回转系统仿真模型,通过对比仿真数据与实验数据验证了该模型的有效性,利用修正后的仿真模型对管片拼装机回转系统进行仿真分析.结果表明,采用提出的高速-低冲击控制方法,可以将管片拼装机回转系统的转速由当前的1.5r/min提高到6r/min,能够有效地降低启动阶段的系统冲击,避免出现系统冲击力矩随转速升高而变大的现象.     

面向循环流化床烟气脱硫系统的T-S模糊建模

循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)技术是目前应用比较广泛的脱硫方式,由于CFB-FGD系统是个复杂的非线性系统,很难建立其数学模型,而模糊建模被证明在非线性系统的建模中具有很大优势,因此本工作提出了CFB-FGD系统的T-S模糊建模。本工作通过分析CFB-FGD系统的基本原理和工艺流程,以及实际操作过程中的控制参数,对此系统中烟气出口温度控制回路进行研究,并对其控制回路建立了T-S模糊模型。建立系统的T-S模糊模型之后用鲁棒竞争算法进行辨识,为了简化模糊规则在所有简化方法中采用正交最小二乘法,这样获得的T-S模型具有较高的建模精度和泛化能力。最后通过仿真验证了所建立的CFB-FGD系统中的主要控制回路模型具有很好的动态响应,能够很好地逼近实际系统。     

液压约束活塞发动机主运动系统间隙误差影响分析

针对液压型约束活塞发动机(hydraulic constrained piston engine,HCPE)主运动系统的运动精度对系统流量特性的影响,本文以液压约束活塞发动机为研究对象,利用ADAMS和AMESim建立主运动系统的运动学模型和液压模型,分析系统间隙误差对系统运动规律、运动副作用力和流量脉动特性的影响。研究结果表明,间隙误差对系统的位移、速度等运动规律影响不大;在气缸与动子活塞-滑块、连杆大头与曲轴曲柄之间存在间隙误差,对其产生的作用力有较大影响,且随着间隙误差的增大而增大,从而影响系统的运动稳定性,降低系统的使用寿命;间隙误差对系统流量脉动影响较大,导致零部件振动增强,影响整机的使用性能。该研究为HCPE的优化设计提供了理论依据。