多功能抢险救援车调平系统设计及试验研究

通过对调平机构的运动学和动力学仿真分析,得到调平液压缸的速度和受力曲线,为调平系统的压力和流量设定提供理论依据;对平台加载测试,调平液压缸实测受力与仿真结果偏差为+5.5％,验证了设计的正确性.     

基于模糊控制的混合臂高空作业车工作斗调平控制系统研究

为使混合臂高空作业车在全举升空间实现工作斗的调平,结合混合臂高空作业车结构及作业特点,提出基于模糊控制的混合臂高空作业车工作斗调平控制系统方案,并设计出模糊PID控制器。采用Simulink软件建立基于混合臂高空作业车工作斗调平控制系统的模糊PID控制系统仿真模型,分析了采用常规PID控制策略与采用模糊PID控制策略的调平控制系统特性。研究结果表明:模糊PID控制在稳定性、快速性及精确性方面优于常规PID控制,确保了全举升空间范围内的控制系统性能,为混合臂高空作业车工作斗的调平提供了一种有效的方法。     

超大型起重机底盘调平液压系统仿真研究

为了检验所设计的2500t环轨起重机底盘调平液压系统的工作性能,对该系统进行了基于AMESim的建模和动态仿真,分析了液压系统在工作过程中的液压缸活塞杆的位移、液压缸内流量和压力的变化情况,确定了本液压调平系统良好的工作性能.     

基于4-SPS(PS)并联机构的自动调平系统研究

为了提高自动调平系统在运用过程中的调平精度和响应速度,基于螺旋理论及反螺旋理论,提出了一种以4-SPS(PS)并联机构作为自动调平系统支撑机构的方案,并对机构的正/反解和Jacobian矩阵进行了探讨。基于并联机构运动特性,建立了机构的理论参考模型,并运用MATLAB/SimMechanics软件建立了机构的实验仿真模型,采用模拟调平信号输入对所建立的自动调平并联支撑机构进行了开环仿真研究,验证了该机构的有效性。     

丘陵山地拖拉机车身调平液压系统设计与分析

针对某丘陵山地拖拉机车身调平的功能要求,设计了一种可以实现车身姿态自调整的调平液压系统。结合丘陵山地拖拉机车身调平控制方法与策略,运用AMESim对调平液压系统进行建模,分析了车身调平液压系统动态工作过程,得到了该液压系统中调平液压缸内流量、压力,液压缸活塞杆位移、速度等曲线。由仿真结果可知,在横坡倾角≤15°工况下车身调平液压系统的响应速度、稳定性能够满足工作要求,验证了所设计的丘陵山地拖拉机调平液压系统具有良好的工作性能。     

大型液压机负载口独立调平控制系统研究

针对传统大型液压机的调平控制系统在四角调平的过程中,无法实现两对角液压缸输出力的独立控制,结合负载口独立控制技术,设计了基于负载口独立控制的大型液压机调平控制系统,并对其控制特性、液压缸的输出力特性进行了理论分析,利用AMESim建立了大型液压机负载口独立调平控制系统仿真模型,在优化PID调节参数后,进行了系统仿真。仿真结果表明:通过闭环调节四个二位二通比例阀的开口度大小,以及进、出口阀口开口度的比例关系,不仅可以实现活动横梁的自动调平控制,而且能够实现两对角液压缸输出力的独立控制,从而提高了控制系统的准确性和稳定性。     

伸缩臂叉车调平机构优化设计

针对调平机构对伸缩臂叉车装卸作业性能的影响,以提高调平机构作用力臂和降低油缸油压波动为目标建立了优化数学模型,采用遗传算法对该机构的结构尺寸进行优化,仿真表明优化后的结构能大大提高伸缩臂叉车装卸作业性能。     

重型矿车厢斗多功能辅助维修装置及其应用

重型矿车是露天矿山物料搬运的关键设备,重型矿车工作环境较为恶劣,在装载过程中厢斗底部需要承受巨大的动载冲击,导致厢斗底部磨损超限、变形、开裂、损坏甚至砸裂等问题,厢斗需要经常性的焊修以保证作业安全和延长厢斗使用寿命。目前,厢斗的焊修主要采用支架支撑固定厢斗,依靠多个焊修工人配合完成焊修工作的厢斗维修模式,但因重型矿车厢斗具有质量和体积大且焊修面无法调平的特点,导致焊修的效果差、效率低、返修率高,对企业的经济效益造成了严重损失。为解决该问题,设计研发了一款具有重型矿车厢斗焊修面自动调平和移动功能的新型厢斗辅助维修装置,结合实际的辅助维修应用场景,基于三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYA,对专用支撑工装中的前支撑架进行了强度-刚度分析和支撑结构的优化升级。实际应用表明：该新型厢斗辅助维修装置具有高承载性能和自适应调平特性,载质量大于60 t,最大冲击载荷大于72 t,可以实现平稳运输和焊修面高度调整和角度的调节,极大地提升了重型矿车厢斗维修工作效率。     

3-UPU并联自动调平机构控制系统设计

为解决自动调平机构系统稳定性差和调平精度低的问题,设计了一种基于3-UPU并联机构和PI鲁棒滑模控制的调平系统。首先,基于螺旋和反螺旋理论,设计了一种3-UPU并联机构作为系统的调平机构,并建立了机构的动力学方程,为调平控制系统提供了控制对象。然后,在PI控制的基础上,利用鲁棒滑模算法的抗摄动、实时修正系统非线性的功能,设计了一种PI鲁棒滑模控制器,并运用Lyapunov函数证明了控制器的稳定性。最后,分别采用两种控制方法对机构的调平误差进行了仿真分析,结果表明:PI鲁棒滑模控制器有更佳的调平精度和较小的稳态误差,为调平机构的研究提供了一种参考方案。     

多缸调平系统模糊相邻耦合同步控制研究

针对调平系统的多液压缸同步控制研究,提出了一种基于模糊相邻耦合的控制方法。首先对调平系统受力及多缸控制系统进行分析,建立控制对象的非线性数学模型。对相邻耦合控制器进行设计,使用补偿器将相邻两根液压缸位置同步误差融合到液压缸控制器中,对于难以通过常规方法精确获得的补偿系数,使用模糊PID控制算法获取。通过MATLAB仿真和实验对模糊相邻耦合的同步控制方法进行测试,并使用主从同步控制方法进行对比分析。结果表明,使用模糊相邻耦合同步控制时,四根液压缸误差波动较小,并且在液压缸加减速阶段能快速将误差降低,具有较好的同步控制性能。     

高空作业车静液压调平系统的优化研究

调平系统是高空作业设备安全的可靠保证。针对采用静液压调平系统的高空作业车,在高空作业车的臂架系统举升过程中,以减小工作斗相对水平面水平位置偏差最大值为优化目标,应用最优化理论对静液压调平系统的各铰点位置进行了优化。仿真优化结果表明,优化后的偏差最大值为-0.1729°,是优化前偏差最大值的1/10倍左右,静液压调平系统稳定性显著提高。     

液压缸模型对机械与液压耦合仿真的影响

以挖掘装载机的装载工作装置的特殊八杆机构为例,建立了多体机械系统模型和液压系统模型,其中液压缸模型分别采用刚液耦合体和弹液耦合体建模.着重分析了2种液压缸模型对于机械与液压耦合仿真的影响,并分析了液压油的体积弹性模量对斗尖轨迹的影响.     

海底钻机收放机构动力学仿真与优化设计

为确保海底钻机收放机构工作的可靠性,对收放机构进行动力学仿真和优化设计。首先,介绍了钻机收放机构的组成和工作原理,分析了四级海况中母船的运动情况;其次,建立了钻机收放机构的三维模型并导入ADAMS软件进行动力学仿真分析,得到了收放机构液压缸在四级海况下的受力曲线;最后,以收放过程中液压缸最大受力值最小为优化目标,对收放机构各铰接点布置进行了优化设计,并将优化后得到的结果代入模型重新进行动力学仿真分析。结果表明,优化后收放液压缸的最大受力显著降低,且整个钻机回收过程中液压缸受力变化幅值较小,满足收放机构设计和工作要求。通过对优化后模型的动力学仿真,得到优化后收放机构关键部件的运动规律和各铰接点的受力变化情况,为后续收放机构运行平稳性分析及关键构件有限元分析提供参数指导。     

静液压调平系统液压缸组铰接点优化设计策略

为满足静液压调平系统空中作业过程中的平稳性和可靠性要求,提出了一种改进型黄金分割轮换法对系统液压缸组的铰接点位置进行优化设计。首先对调平系统液压缸组的铰接点位置设计进行数学建模,简化为一个多维多峰优化问题,然后基于传统黄金分割优化算法,引入智能判断算子和修正判断算子,解决求解过程中局部次优解的干扰问题,迅速找到全局最优解。针对Peaks函数和待解决的静液压调平系统液压缸组铰接点优化设计问题进行了理论和实践验证,结果表明:改进型黄金分割轮换法既保留了传统黄金分割法的收敛速度和对函数性态的零要求,也克服了传统方法对多维多峰问题求解的局限性。     

复合型液压缸在主动波浪补偿系统中的应用

为减小起升绞车在深海作业时波浪对其影响,介绍了一种带复合型液压缸波浪补偿功能的起升绞车,详细阐述了该绞车的系统组成和工作原理,并分析比较了三种类型的补偿液压缸的优缺点,最终选用所述的复合型液压缸作为该绞车补偿功能的执行元件。     

芦苇笋采收机举升俯仰机构液压系统的设计与研究

芦苇笋采收机工作过程中需调节采摘工作头与地面之间的距离,文中针对采收机工作头位置调节的问题,设计了一种举升俯仰机构液压系统。通过对整机作业过程进行描述,并对采收机举升俯仰机构的原理进行分析,绘制举升俯仰机构的液压系统原理图,并对关键部件进行理论计算,得出液压执行元件的相关参数与各关键液压元器件的型号和参数。随后在AMESim软件中对液压执行元件在不同工况下进行动态特性研究,并对作业过程进行仿真,得出举升俯仰机构液压缸的流量、速度和位移曲线,最后,对芦苇笋采收机举升俯仰机构的液压系统进行安装调试并在田间运行试验。在田间性能试验过程中,系统运行平稳,通过公式计算可得举升液压缸及俯仰液压缸上升速度偏差分别为11.5%,10%,下降速度偏差分别为9.2%,10.5%,与地面的距离偏差分别为5.7%,7.9%,从实际作业效果上看,系统完全满足芦苇笋采收机作业要求。     

百万伏大功率操动机构液压系统优化设计

作为高压断路器核心部件之一,液压操动机构具有响应快、流量大、瞬时爆发大功率、长期等待性等特点,该文以1100kV特高压断路器液压操动机构为对象,研究基工作原理及关键部件(电磁铁,大流量高响应控制阀,高速液压缸内缓冲结构等)。基于AMESim仿真平台,建立包括电磁铁、蓄能器、高压大流量多级控制阀、高速液压缸内缓冲结构和连杆传动机构等在内的大功率操动机构液压系统仿真模型。通过实验测试的液压缸分闸过程行程曲线与仿真曲线对比,证明仿真模型的准确性,指导大功率操动机构液压系统的优化设计。     

Stewart平台位置反解研究

Stewart机构运动比较复杂,仅仅通过数学模型的方法,无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此,提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上,分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法,对位置反解的数学模型进行了建模,并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明,通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时,6条液压缸杆长变化规律。     

波浪补偿液压缸的发热分析与计算

随着液压缸型波浪补偿系统在深海作业上的广泛应用,系统的运行可靠性,安全性显得格外重要。该文以实际研发的200吨波浪补偿项目为例,在液压系统发热方面分析了一种带波浪补偿功能的液压缸,并从其热量产生、热量传递、热量平衡各个过程进行了详细计算。最后提出了液压缸型波浪补偿系统在设计、调试和海上实际应用各个环节中关于解决液压缸发热问题的具体措施。     

高空作业车调平控制系统的仿真研究

介绍了电液比例调平控制系统的组成及工作原理,基于经典传递函数法建立了电液比例阀控非对称液压缸系统的数学模型。以GTBZ-30型高空作业车为研究对象,采用MATLAB仿真软件,用频域分析法证明了高空作业车调平控制系统的稳定性。在Simulink环境下实现了对闭环系统的仿真分析,并采用PID控制器对系统进行了优化,明显改善了系统性能。