基于AMESim的恒流量控制阀流量特性分析

为研究恒流量控制阀的流量恒定机理,依据某型号阀的实际结构对影响恒流量控制阀特性的阀口过流面积及梯度因素进行分析。首先,建立其数学模型、控制理论模型和动态系统传函框图,定性分析了这些因素对恒流量控制阀特性的影响;然后,建立其AMESim仿真模型,分析了这些因素对该阀稳态特性和动态特性的影响机理,并通过实验验证了仿真模型的可靠性。结果表明：恒流量控制阀结构存在级间负反馈,补偿节流孔两侧压差可降低流量调节偏差;调节压力补偿器阀口过流面积有助于改善恒流量控制阀的稳态特性;调整压力补偿器阀口过流面积梯度可显著改善恒流量控制阀的静、动态特性。     

钢制组装式车轮的轻量化设计及多目标优化

设计了一种以热轧高强钢作为内轮辋、低碳钢作为外轮辋材料的异种钢材组装式车轮,提出一种车轮多种工况下循环载荷疲劳耐久试验方法,对车轮进行疲劳寿命预测. 基于有限元法,计算不同位置下施加载荷时车轮的强度、刚度,不同应力频率下的疲劳寿命和安全系数,并分析出局部大应力关键部分. 以转弯工况建立参数化模型,定义了8个结构设计变量,利用最优拉丁超方实验设计方法选取初始样本点,拟合了车轮Kriging近似模型,以车轮最小质量、疲劳寿命和疲劳寿命安全系数最大为目标,并以应力、最大形变量为约束,对车轮进行多目标优化,并进行弯曲疲劳试验验证. 结果表明,异种钢材组装式车轮在优化后,性能良好,满足设计寿命要求,质量较优化前车轮减重9.73%.     

基于模糊PID控制的大型履带起重机双马达速度同步控制

为了实现大型履带起重机起升系统双马达的同步控制,提出了模糊PID控制策略,即把模糊推理运用于PID参数的整定,来补偿同步系统因非线性和时变性所导致的同步误差。仿真和实验结果表明,与常规PID控制相比,模糊PID控制具有超调量小、跟踪迅速、鲁棒性强等优点,能够较好地适用于起重机双马达速度同步控制。     

面向自主作业的挖掘机多目标最优挖掘运动规划

对反铲挖掘机进行运动规划是实现自主作业前提。以最短挖掘时间和最低挖掘能耗为目标,提出了一种挖掘运动规划的方法。以21t级反铲液压挖掘机为研究对象,首先结合采集的挖掘作业载荷谱和对应的斗尖轨迹,在保证满斗率大于0.9前提下,提取一条单位质量能耗最小的挖掘轨迹作为目标轨迹进行最优运动规划。进一步建立了挖掘机工作装置动力学模型,并通过实测数据验证了该动力学模型的准确性。在此基础上建立以斗尖初速度和加速度为优化变量,以最短挖掘时间和最低挖掘能耗为目标的优化模型。引入权重系数表征不同的挖掘作业模式后,利用遗传算法对优化模型进行优化求解。并分析不同权重系数对规划结果的影响,结果表明：针对不同权重系数,优化模型都可以取得最优解,验证了该优化方法的有效性。