基于约束主导混合粒子群算法的风力机叶片优化方法研究

为提高叶片在额定风况和低速风况下的功率系数,研究叶片各叶素处的气动外形参数分布。针对风力机通常运行在低风速风况下,而叶片的优化模型很少考虑该因素的影响,建立基于叶素动量理论和Wilson理论的带低风速功率系数的非线性约束优化模型。由于在处理约束条件的惩罚函数法中罚因子难以确定,而导致算法过早陷入局部解的早熟现象,提出一种结合可行性约束主导处理方法的混合粒子群算法。该算法基于粒子群优化和模拟退火理论,采用可行性约束主导在退火概率突跳下对不可行约束解进行随机生存选择,使种群保持多样性,从而朝更优方向进化,解决了非线性约束条件难以处理和种群易陷入局部解的问题。以1.5 MW风力机叶片为研究对象,建立非线性约束优化模型,对该算法进行了验证。研究成果表明该方法可以有效地处理优化模型的非线性约束,避免优化过程陷入早熟,提高了叶片在额定风速和低风速区域的功率系数。为非线性约束处理方法的研究提供了一种很好的理论分析途径。     

电比例斜盘式恒压柱塞泵的联合仿真与特性研究

为了研究电比例斜盘式恒压柱塞泵的动静态特性，在分析其工作原理、运动特性和流量特性的基础上，利用SimulationX软件搭建恒压泵的机械、液压联合仿真模型进行研究，分析了变量缸大小腔直径比、变量缸弹簧刚度和主控压力阀的阀芯直径对恒压泵动态特性的影响。研究结果表明：电比例斜盘式恒压柱塞泵泵具有良好的动静态特性；主控压力阀阀芯直径越大，压力稳态值越接近设定压力值；弹簧刚度的增大和变量缸大小腔直径比值的减小都会提高恒压泵的动态响应速度，但超调量也会随之增大。     

工程机械作业机构能量回收技术研究现状

我国是全球最大的能源消费国,环境问题、原油进口和短缺危机已经成为我国持续发展的沉重负担。工程机械是我国的重要支柱产业之一,提高其能源利用效率是满足国民经济发展能源需求和应对环境问题的有效途径。针对工程机械许多作业机构都存在向系统回馈能量的情况,从工程机械动势能回收技术方面,介绍了对大质量和转动惯量的高频次作业机构进行节能降耗的主要技术进展和新的研究成果。希望能从能量回收原理和方法,推动行业发展和技术进步,从而提升我国工程机械的质量和水平。     

轨道板张拉力模糊PID同步控制联合仿真分析

为改善CRTSⅢ型高铁轨道板张拉成形工艺效率,可采用预紧力筋独立设置张拉杆的多通道同步张拉设备,但该设备张拉时依然存在螺纹连接滑移、锁紧空隙及液压系统特性参数不一致等问题,使多通道张拉力产生波动,导致预紧力筋内应力分布不均匀,影响轨道板张拉成形质量.为此,在多通道张拉设备液压系统运行原理分析基础上,进行AMESim/S...     

非对称泵直驱液压挖掘机斗杆特性研究

与阀控系统相比,泵控闭式系统具有无节流损失、驱动与动势能回收一体化的优点,是电液控制技术的发展方向,但对于目前广泛应用的单出杆液压缸,采用传统的进出口流量对称型液压泵,需要附加复杂的流量补偿回路平衡液压缸的面积差,在负载方向改变时会产生压力和速度突变,影响系统运行品质。为解决这些问题,提出一种能够匹配单出杆液压缸面积差的非对称泵闭式系统方案,在对称型轴向柱塞泵的基础上,将原配流窗口由2个修改为3个,其中与原泵出油口连通的窗口不变,连通单出杆液压缸的无杆腔。将原吸油窗口修改为2个,其中1个窗口与单出杆液压缸的有杆腔连通;第3个配流窗口为补偿窗口,与蓄能器或液压油箱连通。建立系统试验台,测试验证该新型系统方案的有效性,进一步将新回路原理用于控制液压挖掘机的斗杆,并对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行联合研究。研究表明,与传统对称泵控系统相比较,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,同时也显著降低了系统能耗。     

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。     

进出口独立控制液压挖掘机回转系统运行特性*

传统液压挖掘机回转系统是由单自由度的四边联动的多路阀控制,导致其可控性较差,能耗较大。针对这一问题,提出采用泵阀复合、压力流量匹配的进出口独立的回路原理,控制液压挖掘机回转系统,液压马达两腔的压力和流量可以根据不同的工况进行独立调节。建立液压挖掘机回转系统机械结构多体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机对所提出系统的可行性进行验证,针对回转系统大惯性的特点,分别对启动阶段和制动阶段制定相应的控制策略,仿真结果表明系统运行平稳。在此基础上,进一步构建基于上述原理的试验系统,并与LUDV系统试验结果进行对比,试验结果表明采用泵阀复合进出口独立控制方法能耗降低25.5%~35.6%,阀口压力损失减小50%,显著抑制上车摆动现象。     

装载机偏载工况工作过程联合仿真与试验

为了分析装载机在偏载工作过程中的能量消耗情况,首先使用Pro/E软件建立了装载机工作装置的三维模型,将其导入SimulationX仿真软件中建立了装载机的动力学模型,同时使用该仿真软件建立了装载机工作装置液压系统模型,进一步建立了装载机联合仿真模型。然后对工作过程各个工作部件能量消耗情况进行了仿真和试验研究,通过比较仿真与试验结果,验证了所建立装载机工作装置机液联合仿真模型的准确性。结果表明：偏载工况下,多路阀的能量损失占52%;多路阀在一个工作循环中消耗能量最大,主要是中位卸荷损失。该研究为装载机液压控制系统节能设计提供了参考。     

开式容积与储能平衡协同控制挖掘机动臂的能效

为适应挖掘机电动化的发展需求,提出一种开式容积与储能平衡协同控制液压挖掘机动臂的原理,通过改变伺服电机转速控制定量液压泵输出流量匹配负载需求,三腔液压缸的独立储能容腔连接蓄能器,将动臂下降时的重力势能转化为液压能存储并在举升动臂时再利用。研究中,分别测试了变量泵和伺服电机的动态响应速度,并测试了定转速异步电机驱动变量泵、变转速伺服电机驱动定量泵这两种动力源的能效,构建了液压挖掘机动臂储能平衡试验测试系统,对比分析了这两种动力源驱动挖掘机动臂的能效特性。结果表明,与异步电机驱动变量泵作为动力源相比,采用伺服电机驱动定量泵作为动力源驱动挖掘机动臂可降低峰值功率19.8%,一个周期内降低能耗58.7%,节能效果非常显著。     

工程机械泵控液压缸研究现状及应用

工程机械泵控技术能降低液压系统的能耗、噪声和装机功率, 减小废油处理对环境的污染, 可实现用导线代替钢管传递动力的分布式智能控制,是实现液压控制技术绿色化的理想途径。以泵控差动缸和对称缸的基本回路原理为基础,介绍了轮式装载机、液压挖掘机采用泵控技术后的燃料消耗降低情况。