船用低速大扭矩液压马达维修测试系统设计

根据船用液压马达维修实际情况,提出维修评价指标,并由此设计了低速大扭矩液压马达维修测试系统。该系统采用单向多泵合流闭式结构,最大流量500 L/min,额定压力32 MPa,被测马达输出端采用多级增速箱连接电涡流测功机进行加载,通用工装设计。系统具有多泵组合变流量节能、电涡流可变加载、测试功率范围宽等特点,适用于不同型号不同排量、大功率范围液压马达的测试,对液压马达维修企业具有重要应用价值。     

并联稳定平台电液驱动单元复合内模控制研究

针对液压驱动舰船稳定平台样机的运动控制要求,提出了一种基于速度前馈结构的复合内模控制方案。以舰船稳定平台的单通道液压驱动单元为研究对象,采用机理建模和参数辨识相结合的方法得到了控制对象的数学模型,在模型的基础上完成了基于速度前馈结构内模复合控制器的设计,并对提出的控制方法进行了仿真和实验研究。仿真和实验研究结果表明：基于速度前馈结构的复合内模控制可以改善系统的跟踪性能,提高系统的抗干扰性和鲁棒性。     

基于调整步长牛顿法的Stewart并联机构位置正解

针对采用牛顿或拟牛顿迭代算法求解Stewart并联机构接近奇异位姿的位置正解时存在计算结果不收敛以及采用牛顿下山迭代算法求解时间较长的问题,提出了将调整步长牛顿法应用于并联机构位置正解。首先设计基于调整步长牛顿法的Stewart并联机构位置正解流程;然后,采用遗传算法以步长矩阵初值及等比参数为变量,以Stewart并联机构64种极限位姿正解所需迭代步数为目标,得到步长矩阵初值及等比参数最优值。通过数值算例,设置机构杆长绝对误差为0.01mm,对64种极限位姿进行正解,牛顿法与拟牛顿法共6种位姿正解不收敛;牛顿下山法10种位姿正解时间大于2.0ms;调整步长牛顿法正解时间均小于2.0ms。调整步长牛顿法为Stewart并联机构位置正解的实时应用提供了理论指导。     

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。     

3UPS/S舰船稳定平台非惯性系动力学建模

舰船稳定平台实时检测并补偿船体在海浪中运动,为舰载设备提供对地稳定空间。稳定平台处于不断运动着的工作环境,准确高效的非惯性系动力学模型是提升稳定控制品质的重要前提。借鉴串并混联机构动力学建模过程,通过虚拟低阶参考系机构,将惯性系动力学研究方法扩展非惯性系当中,利用凯恩方法建立3UPS/S并联稳定平台非惯性系下动力学模型。为了验证建模方法的正确性,分别搭建Simulink/SimMechanics多体动力学仿真模型以及非惯性运动试验平台。试验结果表明,计算驱动力与实测驱动力在量值上相近且变化趋势一致,验证了动力学模型的合理性。     

滑阀非典型阀口过流面积计算与仿真分析

针对三角形和斜三角形两种非全周开口滑阀,结合阀口结构特征和等效阀口面积理论,推导了阀口过流面积计算公式;利用计算流体动力学(CFD)仿真方法,分析了滑阀内部的流场压力和速度分布情况;根据斜三角形滑阀样本的流量特性,对理论与仿真结果进行了验证。理论、仿真和样本实验结果吻合良好,验证了采用的解析和仿真方法,在阀口流量特性计算方面的准确性和有效性,同时为其他非典型阀口多路阀的性能预测提供了依据。     

具有孔道沉槽的滑阀过流面积分析

多路阀以其高集成度被广泛应用于工程机械领域,其中阀口形式对多路阀流量控制特性具有重要影响。对于阀体上开有孔道沉槽、节流面为常见的圆柱面和圆锥面两种滑阀阀口形式的多路阀,根据其结构特征及内部流场压力分布和速度变化情况,利用等效阀口面积理论,推导了圆柱面阀口和圆锥面阀口过流面积计算公式。利用流场仿真对计算结果进行了修正,采用实验手段验证了计算结果的准确性。研究结果对滑阀阀芯的多路阀设计及性能预测具有一定参考价值。     

负载敏感阀前补偿系统原理分析

负载敏感技术广泛应用于工程机械领域,而实际使用中系统参数的调整及流量饱和现象一直为人们所关注。通过对负载敏感系统基本结构建模分析,得到了补偿阀弹簧压缩过程的负载敏感阀流量 压力关系曲线。基于负载敏感阀流量 压力关系,对负载敏感液压系统的工作原理进行分析,并着重对负载敏感系统的流量饱和现象展开研究,为工程机械负载敏感液压系统抗饱和设计提供理论指导。