基于扩展卡尔曼滤波的锻造操作机夹钳旋转系统的负载压力估计

针对液压系统状态测量成本过高以及某些状态无法测量的问题,采用扩展卡尔曼滤波器对锻造操作机夹钳旋转液压系统的马达负载压力进行估计。首先,建立液压系统的三阶非线性状态空间模型,介绍扩展卡尔曼滤波器算法流程。然后,以系统输入电压和液压马达速度作为算法输入,通过卡尔曼滤波器估计液压驱动器负载压力状态。Matlab仿真结果显示压力估计误差为0.22%,表明该方法可以精确估计马达负载压力。最后,以1 t锻造操作机夹钳旋转液压驱动系统进行负载压力估计实验,实验在位置控制和速度跟踪两种情况下进行。结果表明,该方法不仅可以准确估计系统负载压力,还能对实际测量有一定的滤波作用。     

丘陵山地拖拉机液压驱动系统设计与仿真

为解决传统拖拉机在丘陵山地的适应性问题,设计一种丘陵山地拖拉机的全液压驱动系统。根据实际需求,提出全液压驱动系统的技术方案。该驱动系统采用单泵四马达的闭式回路,并使用同步马达防止车轮滑转。计算了主要液压元器件的参数,在AMESim软件中建立该液压系统模型并进行仿真。仿真结果表明:液压系统的工作压力、输出扭矩、输出转速分别为19.204 MPa、339.01 N·m和62.14 r/min,与设计参数相符合,验证了系统的可行性;在同步马达不工作时,拖拉机一个车轮滑转会使得系统丧失驱动能力,系统工作压力仅为1.838 MPa;当同步马达强制分流时,系统工作压力变为19.197 MPa,可以使得拖拉机重新恢复驱动力。研究方法可为其他类型的农业机械液压驱动系统设计提供参考。     

电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示：采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。     

基于AMESim的液压驱动开炼机辊筒的仿真研究

以开炼机辊筒液压驱动系统为研究对象,介绍液压驱动开炼机的优势,分析其工作原理以及相关的工作要求。通过计算确定泵、马达等主要元件的相关参数;利用AMESim软件对所建的液压系统进行仿真研究,绘制出液压马达两端的压力曲线、马达流量曲线以及辊筒转速曲线,并对仿真结果进行详细分析。结果表明:该液压系统设计合理,输出参数符合预期目标。     

565 kW全液压推土机液压行驶驱动系统参数计算

为确定大功率全液压推土机液压行驶驱动系统中重要的液压元件-液压泵和液压马达的类型,针对某565 kW全液压推土机,进行其液压行驶驱动系统的参数计算。提出一种单边回路具有双泵双马达的液压行驶驱动系统结构,并根据其动力传递路线建立系统原理图;基于565 kW全液压推土机的原始设计参数,采用阻力计算法,由牵引平衡求出切线牵引力,进而确定马达的输出扭矩和排量;选取HMV-02系列排量为280 mL/r的液压马达和HPV-02系列排量为165 mL/r的液压泵,作为该565 kW全液压推土机的液压元件。经验证,选取的液压元件可以满足全液压推土机设计要求的有效牵引力;为其他大功率工程机械液压行驶驱动系统的研究提供了参考。     

单泵驱动双液压马达系统的仿真分析

液压系统实际工作时会用一个液压泵同时给两个液压马达供油,如果两个液压马达工作时所受到的负载力不同,即系统压力不同时,液压油液会优先流经压力较小的马达,造成马达转速不能满足设计要求。为了解决这一问题,分别在两个马达支路上各安装一个调速阀,调速阀由定差减压阀和节流阀串联组成,按照仿真数值调整调速阀参数从而解决由于节流口的压力变化而引起的流量变化,即实现负载力的变化不影响调速阀的工作性能。最后通过仿真软件AMESim对该液压系统进行了建模仿真分析,验证液压系统参数变化与液压回路设计的合理性。     

海上铺管软管滚筒驱动装置液压系统设计与仿真研究

针对国内海上软管铺设滚筒驱动装置的研究现状,设计一种新型的软管滚筒液压驱动装置.该装置使用液压马达驱动滚筒,带有一定扭矩进行顺时针和逆时针旋转,即带一定张力进行软管的施放和回收.利用Matlab Simscape建立液压系统数学模型,进行系统性能仿真分析.仿真结果表明该滚筒驱动装置在软管施放和回收工作状态下滚筒转动平稳,能够满足海上软管铺设要求.     

基于AMESim的舰载输弹装置液压系统仿真分析

针对舰载输弹装置的液压系统执行元件动作异常的问题,采用面向对象的建模方法,在AMESim中建立了其液压系统仿真模型,仿真油缸泄漏和系统压力偏低时不同故障下的油缸位移曲线;详细研究了负载扰动对垂直输送马达工作的影响;提出通过测马达转速来确定垂直输送装置中弹托具体位置的方法,得到弹托位移曲线。分析结果为输弹装置状态监测和液压系统故障诊断提供依据。     

电动叉车静压传动系统设计与仿真研究

为了优化电动叉车传动系统并降低成本,结合电机变频技术、低速马达驱动方案和开式回路的特点,针对3.5T叉车提出一种新型静压传动系统,包括液压系统和控制策略。通过AMESim软件对驱动系统进行建模和仿真,对系统的各项性能进行分析。结果表明:该传动系统能实现行驶、微动、自动换挡、平稳制动等功能,且行驶速度、爬坡度等性能达到行业要求。     

双变量施肥液压调速系统的设计及仿真

为了实现精准施肥,提高双变量施肥液压调速系统的稳定性,设计了基于PLC与液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统。以液压油路的稳定性和排肥槽轮机构驱动控制方法为研究重点,建立了数学模型和液压系统仿真模型。为了更好控制施肥精度,在液压油路中增加了液压稳压环节和液压压力传感器;根据数学模型,采用PID控制算法对传动误差进行补偿,并在不同PID控制参数下对系统进行仿真。通过分析比较,该仿真结果符合实际运行情况,对双变量施肥液压调速系统分析和实验有一定的理论指导意义,并当PID的参数为Kp=10,Ki=0.08,Kd=8时,液压马达转速输出曲线可以满足精准施肥的精度要求。     

大型振动筛液控驱动系统的应用研究

分析了在大型筛机上采用普通电机直接驱动激振器方法所存在的问题，提出用液压控制系统解决问题的方案。本文给出一个能实现并联起动，串联运行，并联制的实际应用系统，并详细分析了该液控系统的性能和在大型筛机上应用的成果。得出一些有益的结论。     

液压驱动Stewart平台轨迹规划

由于液压系统的特点以及Stewart平台的结构特性,使液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用.针对液压驱动Stewart平台,结合其在空间对接中的应用,构建了整个系统的控制和仿真模型,根据空间对接模拟初始阶段需满足的接触初始条件,对Stewart平台进行了轨迹规划.仿真结果验证了这种轨迹规划的有效性.     

锻造机驱动液压缸同步控制仿真

锻造液压机在工作过程中需要有良好的刚性,因此一般采用两个液压缸进行同步驱动。为保证锻造液压机在工作过程中两个驱动液压缸具有精确的同步性,采用BP神经网络PID自适应控制方式对锻造液压机驱动液压缸进行同步控制。使用AMESim与MATLAB搭建锻造液压机仿真模型,针对两个驱动液压缸所受负载恒定、负载连续变化以及负载阶跃变化工况时,对两个驱动液压缸的同步性能进行分析。仿真结果表明：在锻造液压机两个驱动液压缸各种受力情况下,该系统均能较好地实现两个驱动液压缸的同步控制,并且位移误差最大仅0.6 mm,满足锻造液压机的工作需求。该系统具有较高的同步控制精度以及较好的鲁棒性。     

基于ITI-SimulationX的液压挖掘机多路阀建模与仿真

利用ITI-SimulationX软件二次开发平台,对某液压挖掘机铲斗液压缸用多路阀基本单元——固定节流阀进行封装,建立了多路阀主阀模型,在此基础上,建立铲斗液压缸系统模型并仿真,获取了多路阀主阀各端口压力、流量以及铲斗液压缸活塞杆位移与速度曲线。结果表明:多路阀主阀设计参数合理,控制性能可靠,能够保证铲斗液压缸平稳运行。     

模糊PID在永磁同步电机驱动的无阀液压系统中的应用

针对传统电机作为无阀液压系统动力装置时存在的效能低下、速度调节不稳定和响应速度慢等问题,提出将矢量控制永磁同步电机代替传统电机驱动无阀系统中的泵,并建立无阀液压系统的数学模型。传统PID很难解决该无阀液压系统控制过程中的时变性、非线性等问题,因此设计基于该无阀液压系统的模糊PID位置控制器。采用AMESim和MATLAB软件对无阀系统进行联合仿真,将仿真实验结果与采用传统PID的仿真实验结果进行对比。结果表明:模糊PID控制方法对永磁同步电机驱动的无阀液压系统在响应速度、抗干扰性以及位置跟踪精度方面有着良好的效果。     

三相永磁同步电机拖动的液压系统性能仿真研究

由电机拖动的液压系统具有可靠性好、调速方便、效率高等优点,而三相永磁同步电机拖动的液压系统较异步电机拖动的液压系统在效率及调速精度方面更优越,在建立由三相永磁同步电机拖动的液压系统数学模型的基础上,考虑了液压系统中常见的油液黏温黏压特性、有效体积弹性模量和非线性摩擦力等3种非线性因素,使用Matlab/Simulnk软件分析了系统参量变化时系统的性能改变情况。通过仿真实验,验证了模型的正确性和有效性,为开展永磁同步电机拖动的液压系统性能研究提供了参考。     

液压多指手关节位置控制系统研究

液压多指手是一种以液压作为驱动方式的多指手,位置控制对于液压多指手跟踪规划轨迹、实现准确抓取具有重要影响。为了实现液压多指手对于位置的精确定位,针对液压多指手的工作特点以及实际液压系统的复杂性,从关节控制入手,分析了关节位置控制系统工作原理,建立了该位置控制系统的数学模型,引入了模糊PID控制策略,对基于模糊PID位置控制系统进行了详细设计,并利用MATLAB对其进行了仿真。通过MATLAB仿真研究,表明基于模糊PID的液压多指手关节位置控制系统的动态响应性能和稳态精度很好,能够满足液压多指手关节的工作要求。     

液压缸驱动平面转动机构的等效负载折算方法研究

针对液压缸驱动平面转动机构的等效负载折算问题,利用等效力矩法推导得到等效质量和等效黏性阻尼系数计算公式,并利用AMESim仿真平台对液压缸驱动平面转动机构进行建模和仿真,通过比较等效后系统液压固有频率和阻尼比理论计算结果与等效前机构液压固有频率和阻尼比仿真结果,证明了理论分析得到的等效质量和等效黏性阻尼系数计算公式是合理的。所提出的等效负载折算方法,同样适用于采用气缸或电动缸驱动的平面转动机构。     

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。