基于高速开关阀的液压缸速度控制系统设计

为了研究高速开关阀在液压缸速度控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,提出了基于高速开关阀的单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案,并且采用脉宽调制技术(PWM),根据液压缸的位移信号调节PWM的占空比,控制进入液压缸的流量,间接达到控制液压缸速度、削弱冲击的目的。针对两种应用方案,分别通过Sim ulink建立仿真模型、FESTO液压实验平台搭建系统进行实验的方式,得出了仿真与实验情况下的位移、速度、加速度曲线。仿真曲线与实验结果的对比表明:单阀直控式和旁路节流式两种液压控制系统方案都能较好地实现液压缸速度的控制,其中单阀直控式更加适合于小流量液压系统,而旁路节流式的应用范围较广。     

清洗机新型液力控制系统研制

分析了新研制的一种新型清洗机所采用的调压溢流阀和转速调节阀的工作原理、结构设计及使用中的注意事项。采用该阀既能方便地控制清洗机的工作压力，又能有效地借助关枪或开枪时管道系统压力的变化，关小或开大内燃机油门，使内燃机怠速运行或高速运行，同时防止管道超压。     

盾构推进液压系统节能技术分析与验证

为解决盾构推进液压系统能耗高的问题,以常见的"泵控调速+阀控调压"与"阀控调速+阀控调压"两种控制系统为研究对象,对其工作原理进行详细地说明;通过理论和仿真对比分析两种推进系统的节能效果,得出"泵控调速+阀控调压"推进系统相对于"阀控调速+阀控调压"的节能比达到30％ ～40％,其推进系统节能效果更明显;最后通过工程应...     

基于全液压平地机小油门工况下“游车”问题的分析及探讨

针对全液压平地机在小油门工况下行驶和作业时“游车”的问题,在进行原因深入剖析之后,运用关联发动机转速、功率以及扭矩等系统参数的液压主泵和马达排量调节的控制策略,成功解决了机器“游车”的问题,使得机器在小油门工况下行驶和作业平稳,速度不来回波动.既节能减排、降低油耗和提高发动机的工作效率,同时也改善了机器操作的舒适性.     

起重机臂架的电液控制系统设计

国内现有起重机在臂架的平顺性控制上存在缺陷,根源在于液压系统的主控制阀与执行元件的作业工况之间的匹配不合理、不能随外负载的变化情况及时改变,这会导致起重机臂架作业过程中速度不平稳、可靠性和节能性不高,存在一定的安全隐患等问题。针对这些问题提出将传统的比例方向阀的功能一分为二,分为开关方向阀和电比例节流阀。通过液压系统参数的在线检测和实时计算,对电比例节流阀的开度进行实时控制,使得液压系统的参数能够及时跟随外负载的变化和作业工况的要求而变化。实现起重机与作业对象的动态最优控制,提高了起重机的臂架速度平顺性、节能性和可靠性,消除了安全隐患。     

液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制

以液压型风力发电机组为研究对象,输出高质量电能为研究目标,针对机组存在的转速和转矩解耦问题展开研究。建立定量泵-变量马达液压传动系统数学模型。从液压传动系统出发,探究影响机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入-多输出系统存在的耦合问题,并采用前馈解耦补偿控制方法解耦。分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的控制规律,得到基于高电能质量控制的转速和转矩解耦控制器。以30kVA液压型风力发电机组半物理仿真实验台为基础,针对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明：液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制。研究结果为液压型风力发电机组高质量电能输出控制和电网友好性能提高奠定了基础。     

LUDV多路阀中节流阀的仿真分析

LUDV多路阀中LS油路的节流阀是LUDV液压系统的重要流量控制元件,其性能的好坏直接影响LUDV系统的节能性和稳定性。针对这些问题,分析了LUDV多路阀中节流阀的结构和功能,并在AMESim环境下建立了节流阀的仿真模型,通过改变节流阀的节流孔和弹簧预紧力等参数值进行了仿真。仿真分析结果表明：节流阀的定流量值设计为多少,与LS油路压力的响应有关;流量设定太大,LS压力响应慢,LS油路未必能建立起足够的压力;流量设定太小,响应太快导致系统压力冲击,且易形成LS油路憋压。     

变量泵、比例阀和蓄能器复合控制差动缸回路原理及应用

提出用单台变速泵或伺服泵,结合蓄能器和旁通比例节流阀复合控制差动缸,改善注塑机能量效率的回路原理。液压泵仅在液压缸进给过程工作,蓄能器存储液压缸运动和制动过程的能量并用作液压缸回程的动力。比例节流阀控制液压缸回程的运动速度,通过新提出的流量校正原理,消除蓄能器内压力变化和负载对阀流量的影响,使液压缸的速度能够实时跟踪预定的轨迹。同正反向都采用泵驱动的原理相比,可消除回程中电动机制动产生的能耗。研究表明,新的回路原理可满足注塑机控制性能的要求。     

淹没式喷嘴反推力测量及其系柱试验装置设计

喷水推进具有噪声低、空泡性能好、易于矢量调节等优点，已成为水下机器人（ROV）推进技术的研究热点。喷水推进依靠喷嘴将泵产生的压力能转化为高压水动能，产生的反推力是压力和黏性阻力作用在高压腔以及喷嘴上的综合效果，该反推力的大小是推进性能研究的重点。对几种不同形状和参数的喷嘴反推力进行仿真和试验对比。采用Fluent软件对喷嘴进行流场内部仿真，并且通过后处理文件计算出喷嘴的反推力大小。现有测量喷嘴反推力的相关试验装置与实际工况存在较大差异，根据螺旋桨系柱推力试验方法，提出并设计一种新的喷嘴反推力测试装置。该试验装置动力由岸基高压海水泵源供给，通过溢流阀调节喷嘴入口压力，喷嘴固定在ROV框架上，利用拉力传感器测量ROV框架在喷嘴射流驱动下的系柱拖力，进而得到喷嘴射流反推力与输入压力的关系。该试验装置为在水淹没条件下研究喷水推进系统提供了试验条件。     

盾构机液压推进系统故障分析与仿真研究

针对盾构机液压推进系统的故障诊断问题,以在芜湖长江隧道项目过程中所使用的大型液压驱动型泥水盾构机为研究对象,分析了盾构机液压推进系统的工作原理,总结了推进系统中液压缸泄漏、换向阀泄漏及溢流阀泄漏故障模式的发生机理及其对推进系统造成的影响。利用AMESim平台建立推进系统模型,对液压缸泄漏、换向阀泄漏及溢流阀泄漏3类故障进行仿真分析,并提取液压缸推进速度、推进行程、无杆腔流量和系统压力4种推进参数的仿真数据。仿真结果表明：发生液压缸泄漏故障时,活塞杆无法伸出,推进速度为0;发生换向阀泄漏故障时,液压缸出现自走现象,推进速度明显降低;发生溢流阀泄漏故障时,系统压力明显降低,液压缸无法克服阻力向前推进。为后续盾构机推进系统的故障诊断和预测提供了有价值的参考。     

高速开关阀特性试验研究

高速开关阀作为实现电液数字控制技术的关键元件,其工作特性关系到整个系统的工作性能。对目前国内普遍使用的HSV高速开关阀进行了试验研究,分析了卸荷电路、载波频率、供油压力等对高速开关阀动静态特性的影响。结果表明：该阀具有较快的开关响应和良好的线性控制范围。     

一种脉宽调制式数字流量阀性能分析

数字阀有抗干扰、抗污染等优点,但直接控制的脉宽调制（PWM）式数字阀控制流量小、出口流量不连续等缺陷而限制了其应用。为此,设计出一种两级数字流量控制阀,其先导级采用基于PWM的高速开关阀,主级采用基于流量-位移反馈的插装阀,该数字阀具有结构简单、能量利用率高、先导数字控制、主阀连续输出流量等特点。阐述了该数字流量阀的工作原理,在SimulationX软件中建立了相应的数学模型,利用试验数据对主阀和先导阀模型进行了验证,通过仿真和理论推导得出主阀阀芯位移、总流量、放大倍数等参数与结构参数的关系,并对其性能进行了分析。结果表明：该数字阀工作原理是可行的,通过调整先导阀PWM控制信号占空比即可改变主阀出口流量。研究结果对该数字阀的进一步研发和改进有重要意义。     

挖掘机电液流量匹配控制系统动态性能研究

分析了液压挖掘机基于与负载压力无关流量分配（LUDV）多路阀的电液流量匹配控制（EFMC）系统的控制原理,建立了EFMC系统的液压挖掘机虚拟样机模型,采用实时检测油缸速度信号的反馈闭环控制方法提高流量匹配的精度。分别建立液压挖掘机EFMC系统动力学模型与液压系统模型并根据其实际工况进行联合仿真,研究了挖掘作业过程动态特性及节能特性。与传统的基于LUDV的负载敏感系统实验结果进行对比,结果表明: EFMC系统与传统负载敏感系统相比,改善了系统的动态响应特性和稳定性,泵的压力裕度明显减小,提高了系统的节能性,反馈闭环控制系统动态响应特性也明显得到提高。研究方法可为进一步研究挖掘机的动态性、节能性、稳定性提供理论依据和参考。     

基于机器学习的水液压高速开关阀退化趋势预测

高速开关阀以其结构简单、响应速度快、抗污染能力强、稳定性好等优点得到了广泛的应用。水液压高速开关阀的工作介质黏性低,更容易因性能退化发生故障。提出了一种基于机器学习的水液压高速开关阀性能退化状态识别及退化趋势预测方法。搭建了高速开关阀性能测试试验台,将电流信号的变化作为高速开关阀的性能退化指标。根据高速开关阀性能退化程度,将其退化状态定义为正常期、退化期和严重退化期3个阶段。采用BP神经网络(BPNN)方法对高速开关阀的退化状态进行了识别,并采用粒子群优化长短期记忆模型(PSO-LSTM)方法对高速开关阀的退化趋势进行了预测。使用高速开关阀的性能退化试验数据对提出模型的有效性进行了检验,结果表明该方法具有较高的预测精度。     

An algorithm for robust noninteracting control of ship propulsion system

In this paper, a new algorithm for noninteracting control system design is proposed and applied to ship propulsion system control. For example, if a ship diesel engine is operated by consolidated control with controllable pitch propeller (CPP), the minimum fuel consumption is achieved satisfying the demanded ship speed. For this, it is necessary that the ship is operated on the ideal operating line which satisfies the minimum fuel consumption, and the both pitch angle of CPP and throttle valve angle are controlled simultaneously. In this context of view, this paper gives a controller design method for a ship propulsion system with CPP based on noninteracting control theory. Where, linear matrix inequality (LMI) approach is introduced for the control system design to satisfy the givenH _∞ constraint in the presence of physical parameter perturbation and disturbance input. To the end, the validity and applicability of this approach are illustrated by the simulation in the all operating ranges.     

矢量控制变频液压容积节流调速系统仿真研究

建立变频液压容积调速和节流调速相结合的复合调速系统,通过分析矢量控制三相异步电机的原理,利用AMESim软件建立了矢量控制的三相异步电机的仿真模型,并与液压系统仿真模型相结合,建立了矢量控制变频液压容积节流调速系统的仿真模型。利用该模型对系统的性能进行了仿真研究,表明节流调速可提高变频容积调速系统的低速稳定性,矢量控制变频容积节流调速系统的性能优于一般变频容积调速系统的性能。
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地下管道挖掘机刀盘液压系统的设计与仿真

地下管道挖掘机是一种以非开挖的方式完成地下管道挖掘及管线铺设的工程设备,其刀盘采用液压马达驱动。刀盘液压系统的优劣是衡量该设备性能的关键,根据设备的特点分别设计了基于阀控调速、变量泵调速和泵变转速调速技术的三种不同的液压系统作为备选方案,并对这三种系统进行了仿真。仿真结果表明泵变转速调速液压系统的负载波动小、工作效率高,相比于其他两种方案大大减少了流量、压力损失和负载波动,更适合作为刀盘的液压驱动系统。     

基于AMESim的矢量控制变频液压绞车系统仿真

针对矿用防爆液压绞车存在的实际应用问题,提出了一种新的变频液压容积调速和节流调速相结合的综合调速模式。建立变频液压容积调速和节流调速相结合的液压绞车复合调速系统,利用AMESim软件,建立矢量控制三相异步电动机的仿真模型,并与绞车液压系统仿真模型相结合,建立了绞车矢量控制变频液压容积节流调速的仿真模型,在此基础上进行系统性能仿真研究。结果表明该绞车低速稳定性好,速度跟踪精度高。同时,也表明复合液压传动系统可以很好地解决低速、大惯量负载的速度控制问题。     

双向液压式调速器系统数学建模与仿真

螺旋桨飞机飞行时,调速器系统对飞机飞行的稳定性及发动机安全性起着关键作用。针对双向液压式调速器系统,通过数学建模和仿真方法研究该调速器系统的动态特性。以某双向液压式调速器系统为研究对象,分析其结构组成和工作原理,根据牛顿第二定律和流体连续方程分别建立了该调速器系统的力-运动数学模型和流量数学模型,并对数学模型中所有力的产生原因和求解方式进行了分析和求解。通过结合数学模型和仿真软件,分别对调速器控制活门和整个调速器系统进行了仿真,重点分析了无反馈的控制活门的实际运动过程和带反馈的整个调速器系统的发动机转速变化及螺旋桨角度变化,得到了控制活门的振动曲线和螺旋桨角度变化曲线。     

一种大型液压升降机构的节流调速及节能回路设计与研究

在对传统大型升降机构的液压节流回路进行分析的基础上,研究开发出一种大型液压升降机构的节流调速及节能回路,分别对该回路中节流调速回路及节能回路的特性进行分析,最终确定复合液压缸及调速阀的作用,可实现在负载变化的条件下,升降机构匀速下降,且其下降速度取决于调速阀阀口的过流面积,从而降低了升降机构对机构整体框架的冲击;通过复合液压缸与蓄能器的综合作用,实现了液压系统的节能。对液压系统进行实验验证,证明该液压系统下降速度平稳,符合液压升降机构工况实际应用需要。