高频振动线性摩擦焊机顶锻电液伺服控制系统研究

采用流量控制电液伺服阀附加固定节流孔的技术方案,实现了顶锻伺服缸的位移与顶锻力的伺服控制。给出了负载压力与系统供油压力之间的关系式、固定节流孔面积选定与系统设计方法。     

液压伺服系统闭环刚度特性分析与试验研究

以阀控非对称缸系统为研究对象,借助键合图建立系统六阶状态空间模型,基于闭环传递函数对系统进行刚度特性分析,得到液压伺服系统闭环刚度特性的解析表达,研究液压伺服系统闭环刚度特性及其影响因素。提出液压位置伺服系统闭环刚度仅与供油压力有关,与伺服缸活塞初始位置、比例增益等因素无关,并且负载力与伺服缸活塞位移增量成平方反比关系。开展液压伺服系统闭环刚度试验研究,测试不同供油压力、比例增益以及伺服缸活塞初始位置条件下,伺服缸在外负载力作用下的位移响应过程。试验结果表明,液压位置伺服系统闭环刚度与供油压力显著相关,与比例增益以及伺服缸活塞初始位置无明显关系,并且负载力与伺服缸活塞位移增量近似符合平方反比关系。     

立式非对称液压缸输出力控制系统的状态方程研究

研究在一定作用力下试件的动态特性时需要对非对称液压缸力控制系统进行研究。以液压缸输出力为加载控制对象,考虑到立式液压缸的活塞重量对系统的影响,分别从非对称液压缸正、反行程两方面对其进行了研究。在讨论了伺服阀的负载压力—流量特性、油缸负载流量方程和油缸的力方程三方面的基础上,建立了液压缸输出力和伺服阀阀芯位移之间的状态方程。     

基于开关阀流量特性的气缸输出力伺服控制研究

该文提出了一种利用开关阀实现气缸输出力伺服控制的新方法。基于高速开关阀自身的体积流量特性,通过对4个高速开关阀开关时序的优化配置,实现气缸输出力的精确快速控制。首先研究开关阀体积流量、PWM占空比和阀进出口压差三者之间的关系,并将其与模糊控制器相结合,建立输出力伺服控制的闭环算法。在此基础上再结合将充放气阀同时打开,调节充放气阀关闭的时间差的错时方法与模式切换设计实现输出力的伺服控制。最后搭建了气缸输出力伺服控制试验平台,开展了试验验证。结果表明,该文所提出的方法能实现准确快速的阶跃控制且稳态误差低于0.5%,并能够较好地跟踪上0.4 HZ的高频正弦和0.1 HZ的低频正弦指令信号。     

前置级冲蚀磨损对射流偏转板伺服阀的影响

射流偏转板伺服阀前置级油液高速流动时,油液中的颗粒物会对伺服阀前置级产生冲蚀磨损导致伺服阀的性能下降。采用数值仿真的方法对冲蚀磨损前后射流偏转板伺服阀前置级流场进行计算,通过曲线拟合得到两接收孔压差与偏转板位移的关系;将其与射流偏转板伺服阀的AMESim模型结合分析冲蚀磨损前后伺服阀位移及空载流量的变化。结果表明:冲蚀磨损导致射流偏转板伺服阀前置级两接收孔压差减小;在相同的输入条件下射流偏转板伺服阀阀芯位移减小,空载流量降低。     

非对称高速气动伺服阀的研究

介绍了一种新型非对称气动伺服阀.该阀作为硬件补偿,实现了气动系统下降时间与上升时间相同的快速响应特性.研制成的非对称气动伺服阀阀芯,在正反方向同等的阀位移时,下游节流口的通流能力为上游节流口的两倍.试验结果表明,非对称伺服阀频率响应带宽达200 Hz,阶跃响应上升时间达1 ms.对称阀的名义流量范围为 191至-171 NL/min,非对称阀的名义流量范围扩大为 191至-337 NL/min.理论分析结论和实验结果相吻合.     

《高速气动控制理论和应用技术》新书介绍

正作者訚耀保,男,湖北麻城人,同济大学机械与能源工程学院教授、博士生导师。本书内容涉及作者在国外十余年高速气动控制理论和应用技术的研究成果和最新进展,以及在国内从事航天、航空、重大装备研究与开发过程中形成的基础理论和前沿技术,包括气动伺服控制原理、气动非线性机理、气动热力学、气动伺服阀、气动伺服机构、高速气动控制理论等。全书共分为14章,内容包括气动元件基础,新原理高速气动伺服阀(双边对称气动伺服阀,双边非对称气动伺服阀,非对称液压阀,对称均等负重合型气动伺服阀,对称不均等负重合型气动伺服阀,气动伺服阀零位流动状态,非对称气动伺服阀控压力系统),气动伺服系统及实例,气动致     

广义脉码调制液压伺服控制的研究

提出了广义脉码调制液压伺服控制,研究了用开关阀代替比例阀或伺服阀实现液压伺服控制的理论和方法。分析了开关阀控非对称液压缸伺服系统的动静态特性。为减少力负载对液压位置伺服控制精度的影响,设计了负载观测器;利用观测出来的等效负载进行反馈控制,抑制力负载干扰的影响,提高液压位置伺服控制的精度。     

新型集成电气伺服坐标气缸的研究及其应用

本文研究的是集驱动机构、位移传感器、控制阀及控制连接为一体的新型伺服气缸,对气缸的综合性能,特别是气缸的摩擦力进行了深入的研究,可为高性能气动伺服系统提供优质的气动集成元件,大大缩短了气动伺服系统的设计周期。     

大缸径的伺服气缸

随着自动控制技术的发展，气动伺服系统越来越广泛地应用于电力、冶金矿山、纺织机械和烟草机械。我国现行生产的气动伺服系统中的伺服气缸的缸径比较小，一般不超过100mm，气缸输出力比较小，还远不能适应电力、冶金矿山等大型机械的需求。前不久．我们设计了一套气动伺服系统，其中伺服气缸的缸径达到300mm，输出力达到25000N。一、伺服气缸的工作原理和特点伺服气缸由气动定位器和普通气缸两部分组成。图1、图2分别是大缸径伺服气缸的工作图1大缸径伺服气缸工作原理图图2定位器中换向阎的结构示意图B一输出阀芯C～排气阀芯D一排气腔E一…     

具有对称均等负重合量的气动伺服阀零位流动状态分析

分析了具有对称均等负重合量的气动伺服阀在不同供气压力时上游供气节流口和下游排气节流口的流动状态。排气压力为一个标准大气压,供气压力小于0．2374MPa时,零位时的上游两个供气节流口和下游两个排气节流口均为亚音速流动;供气压力等于O．2374MPa时,零位时的上游两个供气节流口为亚音速流动,下游两个排气节流口处于临界流动,即亚音速流动和超音速流动的分界点;供气压力大于0．2374MPa时,零位时的上游两个供气节流口为亚音速流动,下游两个排气节流口为超音速流动,且在零位处的负载压力为供气压力的80．75％。     

PRINCIPLE TO CLOSED LOOP CONTROL DIFFERENTIAL CYLINDER WITH DOUBLE SPEED VARIABLE PUMPS AND SINGLE LOOP CONTROL SIGNAL

To control the position of differential cylinder closed loop without using any throttle elements, a new idea that two speed variable pumps are used to compensate the non-symmetric flow of differential cylinder is carried out. According to the leaking property of the system, a speed offset principle is also proposed to eliminate the cavitation and tension caused by the leakage and condensation of oil, which makes the system be in the same state as a valve controlled circuit. This principle is explained theoretically and experimentally. Further the relationship that the pressures in cylinder chambers change with load and leakage, and the relationship between biasing speed and pre-load pressures in cylinder chambers are established. The research has proved that the new system has similar technique features as those of controlled with servo valves, but due to the elimination of all the throttle lose the efficiency of system can be improved greatly.     

水压比例流量阀的模糊PID控制策略研究

研究水介质大流量比例阀开度的控制策略。比例阀采用二级结构,用4个先导级锥阀控制主阀阀芯开度。根据比例阀的结构特点,将比例阀模型简化为4个独立可变节流口控制双出杆对称缸模型,通过增加适当的约束条件后,借鉴零开口四通滑阀控制双出杆对称缸模型,进一步推导出比例阀简化模型的传递函数形式。在传递函数基础上建立基于模糊PID控制算法的控制策略,以比例阀期望开度与测量反馈开度的偏差及偏差变化率作为模糊控制器输入,由模糊控制器在线计算输出PID控制器3个参数增量,从而在线动态调整PID控制器参数,通过MATLAB/Simulink仿真实验,证实模糊PID控制策略优于单纯PID控制。     

差动阀控非对称缸系统的稳态特性分析

差动阀是具有R型机能的比例方向阀,无需借助外部元件,即可构成差动回路。通过推导得出了差动阀控非对称缸系统在稳态下系统的压力特性、承载范围和速度-负载特性。与常规阀控非对称缸系统进行对比分析,指出了差动阀控非对称缸系统一些独有的特性,如空载下油缸正反向速度增益相等、伸杆时差动阀的通流能力小于标准控制阀等,并对差动阀的选型和使用进行了讨论。     

泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机特性研究

传统四边联动阀控制液压执行器可控性差、在超越负载工况能耗大。为改进这些不足,提出动臂、斗杆液压缸和回转液压马达采用泵阀复合、流量压力匹配进出口独立控制、铲斗液压缸与行走液压马达采用原有四边联动阀的液压挖掘机整机方案。建立液压挖掘机机械结构多刚体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机分别对采用负载敏感系统和新回路系统控制的动臂、斗杆和回转马达三个执行机构动静态性能和能耗特性进行研究。进一步构建基于上述原理的试验测试样机,试验结果表明所建立数字样机具有较高的准确性;采用流量匹配进出口独立控制方法可以显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,减小执行机构压力冲击,提高整机运行平稳性。     

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。     

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。     

机电液集成控制的数字液压缸研究

提出一种新型数字液压缸系统,它将油缸、控制阀组和反馈机构集于一体,以高速开关阀作为逻辑锥阀的先导阀,由滚珠丝杠组和编码器构成的反馈机构实时反馈活塞的位移和速度,通过控制器产生PWM信号控制高速开关阀的输出,对锥阀输出流量比例调节,从而实现液压缸活塞位移和速度的数字控制.     

溢流式高速缓冲气缸动力学建模与性能分析

针对具有内置溢流阀的溢流式高速缓冲气缸建立了非线性动力学模型,并运用Simulink软件建立仿真模型进行数值计算,得到气缸在缩回运动过程中的位移、速度以及各腔室压力的仿真数值解。为了验证仿真模型的正确性,搭建了高速气缸缓冲性能测试平台,对气缸在运动过程中的相关动态参数进行试验测试,通过试验数据与仿真结果的对比分析来对仿真模型进行验证。最后通过仿真分析了内置溢流阀的阀芯质量和预紧弹簧刚度对气缸缓冲性能的影响,结果表明,不同的溢流阀阀芯质量和预紧弹簧刚度都对气缸缓冲性能有较大的影响,为进一步研制更高性能的高速气缸缓冲结构提供了重要依据。     

变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究

以变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统为研究对象,提出变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法。建立恒流状态下系统恒转速控制的数学模型,分析系统的相乘非线性特征与变量马达斜盘摆角基准值的计算方法,采用稳态控制量叠加基于小信号线性化补偿控制量的控制方法。通过定量泵-变量马达系统的开环辨识,得到系统参数。对系统进行仿真与试验研究,得到在恒流状态下变量马达斜盘阀控缸的响应速度、马达斜盘摆角和定量泵转速对系统控制特性的影响规律,验证变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法的有效性。为拓展定量泵-变量马达容积调速系统应用领域奠定了理论基础。