液压驱动型六轴机械臂运动学研究

针对煤矿工作环境的复杂性和不确定性,提出一种新型6自由度液压驱动串联机械臂,使其具备结构轻量化、控制精准化、操作简易化等特点。首先,以6自由度串联机械臂为研究对象,建立其运动学模型,推导运动学正、逆解;其次,利用极值理论和蒙特卡洛算法求解末端夹爪的工作空间,证明所设计的串联机械臂有效性;最后,选取机械臂运行的典型轨迹,使用不同的插值策略对机械臂运行的角度、角速度和角加速度进行对比分析。结果表明:6自由度液压驱动机械臂末端夹爪在五次多项式插值策略下运行平稳且连续,没有出现突变现象,可减小整机运行的柔性冲击,提升整机的使用寿命。

两车纵向并车联合运输同步控制技术研究

针对两台液压载重车联合运输大型轮船的同步控制进行研究,根据运载装备的特点,采用两车纵向并车的运输方式,行走过程中两车之间必须保证同步行走,否则可能会发生轮船滚落或载重车结构损坏的重大事故。针对运输车速度的稳定控制,求解出行驶驱动系统泵控马达的系统传递函数,并仿真验证了控制器采用PID控制算法可以提高运输车速度的稳定性。根据运输的特点,采用“主从式”控制策略,提出采用驱动压力和行驶速度的双闭环控制,设计出基于CAN总线的控制系统,最后进行了实车试验,根据现场试验采集的数据,验证了此控制器能够使两车保证很好的同步效果。

启动冲击下的轨道运输车动力学分析及调谐质量阻尼器减振设计

电气设备的吊装、运输环节通常是检修维护过程中最容易忽视的薄弱环节,极易为设备检修引入附加安全隐患。本文针对变压器运输过程中不同启动速度曲线下的冲击响应特性开展研究,建立了变压器-运输车耦合实体模型,分别利用ANSYS和Adams得出了不同启动速度曲线下变压器的动态应力分布图和铁芯摆动位移曲线,提出了一种基于调谐质量阻尼器(TMD)的振动抑制方法。通过仿真分析得出,以不同时间常数的阶跃响应信号作为速度曲线启动时,变压器的动态应力分布差别较大。变压器受力薄弱环节主要集中在油枕悬臂段、铁芯连接位置、变压器与运输车固定筋板等位置。TMD能够为主结构提供一个方向相反的惯性力,从而从系统动力学的角度实现振动抑制。

基于预瞄模型的农机路径跟踪预测控制方法

为了提高农机路径跟踪系统控制性能对作业速度变化的适应性,该研究提出一种基于预瞄运动学模型的快速预测控制方法。采用预瞄跟随理论建立预瞄航向误差模型,并将其作为输出方程与路径跟踪误差常规状态方程联立,构建预瞄运动学状态空间误差模型,进而运用模型预测控制算法与输入参数化衰减策略设计路径跟踪控制律。仿真试验结果表明,在不同作业速度下,预瞄模型预测控制器的直线路径跟踪横向误差均渐近趋于0,行驶曲线均无超调;当作业速度为1、3与5 m/s时,预瞄模型预测控制器的圆形路径跟踪横向最大绝对误差分别为8.52、10.42和10.82 cm,标准差分别为3.96、5.83和6.17 cm;当控制时域为10、30与60时,预瞄模型预测控制器的运算周期相对常规模型预测控制器分别减小7.5%、43.0%和48.5%;与常规模型预测控制相比,预瞄模型预测控制能够在确保路径跟踪系统控制精度的同时有效改善系统的动态性能和提高系统的实时性,使不同作业速度下的跟踪效果更加均衡。田间测试结果表明,在0.5~5 m/s作业速度范围内,预瞄模型预测控制器对作业速度变化具有较强的适应性,能够使农机快速平稳地跟踪参考路径并具有较高的控制精度,其直线路径跟踪的横向最大绝对误差均值小于5.5 cm、标准差均值小于2.5 cm,圆形路径跟踪的横向最大绝对误差均值小于15.5 cm、标准差均值小于8.5 cm,跟踪效果满足农机实际作业要求,适于复杂作业环境或高速作业场合。

DN80二通插装式伺服阀动态特性优化研究

针对国产DN80二通插装式伺服阀阶跃响应时间长的问题,提出先导控制腔优化方法以提高动态特性。首先建立先导控制腔三维数模,利用Fluent软件详细分析了主阀芯不同开口度的液动力分布情况,将先导控制腔的直径优化为90 mm;然后结合仿真软件AMESim对DN80二通插装式伺服阀进行动态特性研究。仿真结果表明:先导腔结构参数优化后减小了液动力,提高了动态响应特性。最后对优化后的DN80二通插装式伺服阀进行实验测试,其阶跃响应时间由40 ms缩短至23 ms,显著提高的了动态特性,验证仿真与优化的准确性。

四辊轧机弯辊电液伺服控制系统动态特性的实验研究

针对四辊轧机弯辊电液伺服控制系统，进行供油压力波动对系统输出精度影响及通过动压反馈网络改善系统动态品质的实验研究，获得系统输出压力变化与供油压力波动量及系统带宽之间的关系，证明动压反馈网络的消扰作用，为确定伺服油源允许压力波动范围和精确设计恒压源系统提供依据。

卧式轮轴压装机新型液压系统研制及可靠性分析

结合可靠性工程在液压系统中应用研究的发展现状,根据315吨卧式轮轴压装机的工作原理及工艺步骤要求,采用现代设计方法研制了卧式轮轴压装机新型液压系统,并根据压装机工作特点按工艺步骤建立液压系统的可靠性模型,利用MATLAB软件进行仿真,为液压系统的使用和维护提供依据。

水压机液压系统主缸无力的FTA分析

以主缸动作无力这一事故为顶事件，建立水压机系统的故障树图，并进行定性与定量分析，提出了提高液压系统运行可靠性的改进措施。

基于Matlab与Ansys的150t重载车转向机构的优化设计

针对目前150 t重载车转向机构在运用中存在转向力不足、转向臂开焊、断裂等问题,利用Mat-lab软件对重载车转向机构进行优化求解,并依据优化结果在Solidworks中建立其装配体模型,应用Ansys软件进行了强度校核,验证了优化结果的合理性,对实际设计、生产具有一定的指导意义。

自行式载重车悬架升降电液同步驱动控制研究

通过对自行式载重车4点悬架同步驱动机械和液压系统工作机理的分析,建立了系统的多领域物理模型和数学模型;针对该同步升降系统存在的耦合性、非线性和模型参数不确定性特点,提出了一种基于多点输出耦合的模糊PID多缸同步驱动控制策略,以4点悬架柱塞缸实际输出位移耦合值为理想输出,由4个独立的位置同步模糊PID控制器分别实现阀控柱塞缸对理想输出动态和稳态的实时跟踪控制。额定载荷为1 MN的自行式载重车悬架同步升降试验结果显示:运用该控制策略的车辆悬架同步升降过程中的4点悬架高度的动态误差为±3 mm,稳态误差为±1 mm,对比试验表明,基于多点输出耦合的模糊PID控制策略具有较高的同步驱动控制精度和较强的适应性与鲁棒性。

TLC900型运梁车电液转向控制系统的仿真与试验分析

针对应用于高速铁路客运专线建设的TLC900运梁车的关键部分——转向控制系统进行深入研究,阐述转向系统的工作原理,建立转向控制系统的数学模型。根据运梁车的转向原理及转向性能要求,采用分段PID控制策略,并在此基础上运用Matlab中的Simulink软件包对该系统进行动态特性数字仿真,现场试验结果与仿真结果的比较分析证明了该控制方法的可行性,为进一步改善运梁车的转向控制性能奠定了基础。

TLMEL900型提梁机新型液压控制系统研究

简述了TLMEL900型提梁机的结构特点,分析了提梁机行走、悬挂、辅助支腿、转向、卷扬及天车液压系统原理,说明了卷扬液压系统减速机制动、卷扬制动阀制动及钳盘制动器制动原理,并对减速机制动中蓄能器的应用进行了说明。

自行式液压平板车四点支撑“面追逐式”调平策略的研究与应用

自行式液压平板车是大型工程设备运输的关键设备,运输对象以超高、超宽、超重为重要特征,其运输过程需保证运行的安全性。针对自行式液压平板车工作中出现的虚腿情况,提出了一种四点支撑的液压平台调平方法,即"面追逐式"误差控制法,并对自动调平过程中控制逻辑进行了设计。实车试验表明,该方法可以有效预防平板车自动调平过程中虚腿的产生,提高了车辆运行的安全性。

TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配研究

在分析了机械-液压功率匹配系统原理的基础上,根据液压系统驱动力-速度曲线及参数,提出了适用于TLC900型运梁车液压驱动系统与发动机功率匹配的电液比例功率匹配系统,并给出了控制规律及程序流程图。试验与现场实践证明,该功率匹配系统满足运梁车驱动性能的要求,可提高运梁车的驱动性能,对其他大型行走工程机械也具有参考和借鉴作用。

并行驮桥车液压顶升系统可靠性分析

利用驮桥车进行国内城市桥梁改造是一种新的施工方法,它能够在不使用大型起重机,而且不影响城市道路交通的情况下实现对立交桥梁整体的拆除和重新施工。针对桥梁顶升的施工工况,建立并行驮桥车液压顶升系统可靠性框图和数学模型,通过系统的可靠度曲线进行可靠性预测分析,搭建系统故障树模型对该故障树进行定性与定量分析,找出系统的脆弱环节,为提高系统可靠性提供理论措施,对工程实践具有指导意义。

10 MN水压机液压系统故障树分析

故障树分析法是系统可靠性、安全性分析的重要方法之一，本文以主缸动作无力这一事故为顶事件，建立水压机系统的故障树图，并分析提出提高整个液压系统运行可靠性的改进措施。

900t提梁机液压行走系统原理分析及其功率匹配

分析了900 t提梁机液压行走系统的工作原理,阐明了闭式液压系统应用于车辆行走系统中存在的问题,提出相应问题的解决方法,并提出了闭式液压系统中功率匹配方案。

合成橡胶压块机液压系统的可靠性分析

结合可靠性工程在液压系统中应用研究的发展现状 ,针对国内合成橡胶压块机普遍存在的液压控制系统故障率高、可靠性差、能耗高 ,经常出现导致后处理生产线停产的现状 ,研制了采用PC点对点控制的压块机专用新型二通插装阀液压系统 ,并对液压系统进行可靠性分析 .根据主机工作特点按工艺步骤建立液压系统的可靠性模型 ,利用MATLAB进行仿真 ,最后通过可靠性试验验证理论分析的正确性 ,证明液压系统设计合理、可靠性高 。

10000kN液压机主缸液压系统可靠度分配

介绍了以相对失效率和相对失效概率法对串联、并联系统进行可靠度分配的基本步骤，按照此原则对１００００ｋＮ液压机主缸液压系统进行可靠度分配，并提出提高系统可靠度的措施．

Stewart平台位置反解研究

Stewart机构运动比较复杂,仅仅通过数学模型的方法,无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此,提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上,分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法,对位置反解的数学模型进行了建模,并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明,通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时,6条液压缸杆长变化规律。