电液负载模拟器多余力抑制的结构补偿控制

针对电液负载模拟器存在多余力,且多余力严重影响加载精确度的问题,同时为了提高加载系统的控制性能,介绍了电液负载模拟器的工作原理,对舵机系统、加载系统分别进行建模,建立整个电液负载模拟器系统的控制模型。设计了结构补偿环节,提出电液负载模拟器多余力抑制的控制方案,从理论上结构补偿环节可以实现对系统全部补偿和抑制多余力。对采用结构补偿环节前后的模型进行仿真分析和实验研究,结果表明采用结构补偿环节能使多余力大幅度减小,动态加载精确度明显提高,验证了控制方案的正确性和有效性。

电液位置伺服系统的规则自校正模糊PID控制器

介绍电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,并利用实时工作间(RTW)的半物理仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行系统模型辨识及验证。提出一种规则自校正模糊PID控制器,并将其用于辨识得到的模型中,设计一种在线的模糊推理算法,使得模糊控制规则可以得到实时在线调整。仿真结果表明:基于规则自校正模糊PID控制器的电液位置伺服系统的性能得到较大改善,既具有PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,保证系统具有良好的动、稳态特性。

基于FLUENT的静压轴承椭圆腔和扇形腔静止状态流场仿真

对重型立式数控车床工作台静压导轨进行研究,应用三维造型软件Pro/ENG INEER及CFD软件FLUENT,从结构三维造型设计以及内部三维流动分析计算两方面对静压轴承进行了综合分析,并对比了不同形状油腔的流速分布及压力分布,揭示了导轨内部流动规律。结果表明:由于油腔形状不同,导致与上工作台的有效接触面积大小不同,扇形油腔各个方向速度在迭代计算后更容易收敛且更容易趋于稳定,而椭圆形油腔各个方向速度波动性较大;利用CFD技术对液体静压轴承进行三维数值模拟,得到的流场结果与实际吻合,计算结果能够有效反映轴承内的流动状态。

电液位置伺服系统模型辨识及其控制方法

利用xPC半实物仿真技术和MATLAB系统辨识工具箱,以阶跃信号和液压缸位移为输入输出量,辨识得到电液位置伺服实验台的数学模型。以模型为控制对象设计一种由PID控制和模糊控制组成的复合控制器。控制器中引入积分因子和自调整修正因子,对修正因子模糊数模型采用在线插值运算;采用模糊切换来保证2种控制的平稳过渡,模糊切换的执行区域可通过设定其隶属函数的形状参数加以确定。半实物仿真结果表明:复合控制方法消除了模糊控制的稳态误差,提高了PID控制的响应速度,改善了电液位置伺服系统的综合性能,对被控对象参数(负载质量)变化有很强的适应能力。

重型静压轴承扇形腔和圆形腔温度场数值模拟与分析

针对重型静压轴承油腔结构优化问题,利用有限体积法,模拟了扇形腔和圆形腔间隙流体的温度场,并建立了旋转坐标系下的控制方程,探讨了在转速、腔深及有效承载面积相同时两种腔形的温度分布规律,优化了油腔结构。结果表明:油腔结构对间隙流体温度场有较大影响,圆形油腔油膜剪切面积较大导致圆形腔温度分布较扇形腔高。数值计算结果真实反应了轴承内部流态,仿真结果为工程实际轴承油腔结构优化设计提供了理论依据。

电液位置伺服系统模型辨识与非线性控制

针对电液伺服系统非线性、参数时变的特点,为提高系统的性能,首先介绍了电液位置伺服控制系统的组成与工作原理,讨论了系统的非线性数学模型,利用实时工作间(RTW)的半实物仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱,对电液位置伺服系统进行了系统模型辨识及验证。在此基础上,以辨识得到的模型为控制对象提出了一种Bang-Bang与模糊PID非线性控制方案,与传统PID以及模糊PID控制方法进行了仿真比较。结果表明,采用Bang-Bang与模糊PID复合控制,在系统参数变化、外界扰动的影响下,系统的快速性提高,稳态误差得到消除,具有较好的动态鲁棒性能。

基于最小控制综合算法的液压机器人作动器控制

为提高液压四足机器人在运行过程中作动器伺服精度,推导电液伺服作动器等效模型,分析作动器负载特点,提出流量补偿器最小控制综合复合控制策略,给出复合控制策略的工作原理。分别采用流量补偿器和比例位置内环抑制外干扰力和惯性负载变化对系统性能影响,应用最小控制综合控制器对偏差进一步修正,进而实现系统的高精度位置控制。通过MATLAB&AMESim联合仿真与半物理实验台对比实验说明仿真模型的正确性,在联合仿真环境下进行电液伺服作动器的变惯性负载和随机干扰力的仿真实验。仿真及实验结果表明:所提控制策略可使系统幅值衰减小于10%,相位滞后小于10°,验证了此方法的有效性。

液压四足机器人关节驱动节能

针对液压四足机器人作动器能耗较大问题,分析液压四足机器人各关节驱动力在摆动相和支撑相特点,提出变供油压力作动器作为液压机器人关节驱动方案,给出变供油压力作动器的构成、工作原理及参数设置方法,应用增益切换方法实现变供油压力作动器控制.此变供油压力作动器具有结构简单、控制方便、节能效果显著、便于应用到其他载荷变化较大的场合.采用MATLAB、AMESim联合仿真平台进行所提方案验证,仿真结果表明,变供油压力作动器与固定供油压力作动器具有相同性能,且能够实现系统节能,最后通过机器人单腿测试平台验证了所建仿真模型的正确性.

电液位置伺服系统的BP神经网络辨识

因为电液位置伺服系统是典型的非线性系统,精确的数学模型不易建立,为了建立精确的数学模型,采用BP神经网络辨识方法对电液位置伺服系统进行辨识。首先通过测得电液伺服实验台相应的输入输出数据,构建出BP神经网络结构,利用BP神经网络辨识出电液位置伺服系统的模型。在Matlab/simulink中对辨识出的模型和理论推导模型进行仿真,将这2个仿真结果与实验台的输出结果进行对比,验证用BP神经网络方法辨识模型的准确性。

液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明:在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.

MATLAB在模型参考模糊自适应控制系统仿真中的应用

该文详细介绍了用MATLAB(SIMULINK)语言对模型参考模糊自适应控制 (MRFAC)系统进行仿真的步骤和方法。可以看出SIMULINK工具箱是控制系统动态仿真的有力工具 ,而且相对于以往任何一种仿真方法 ,MATLAB语言更方便、高效 ,具有无可比拟的优越性。

大尺寸椭圆形静压轴承油膜态数值模拟

针对重型装备中所应用的大尺寸(D≥5m)工作台静压推力轴承的润滑问题进行研究,建立了模拟静压轴承本体及轴承内部三维流动的数学模型及边界条件,并利用CFD(Computa-tional Fluid Dynamic)原理,采用有限体积法选取FLUENT中的分离式求解器进行求解,得到了静压轴承内部的流速及压力分布.通过该仿真程序可以模拟出不同参数下静压轴承的润滑性能,可提前实现对大尺寸静压轴承润滑的特性的预测,对静压轴承的优化设计及安全运行具有指导意义.

基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制

针对电液位置伺服系统参数时变和外负载干扰等不确定性,建立了电液位置伺服系统数学模型.为了提高电液位置伺服系统的跟踪精度,基于分数阶控制理论,引入重复控制回路,提出一种基于重复控制补偿的分数阶PID控制策略,采用Oustaloup滤波算法实现分数阶微积分运算.应用MATLAB/Simulink仿真软件对控制策略进行验证,分析了系统开环增益、伺服阀固有频率和阻尼比、动力机构固有频率和阻尼比等参数摄动时的跟踪效果.仿真结果表明:所提控制策略有效提高了电液位置伺服系统的跟踪精度,抗参数摄动能力较强,鲁棒性较好.

液压缸静压支承抗偏载特性分析

对液压缸静压支承抗偏载特性进行了研究,分析静压支承液压缸的润滑性能与泄漏特性,利用FLUENT软件对油膜的压力场特性进行仿真分析,分析液压缸静压支承的抗偏载特性;对静压支承导向套的矩形和工字形油腔的油膜特性进行分析对比,研究液压缸运动速度、偏心量、入口流量与静压支承导向套的承载力和润滑性能之间的关系;搭建实验台,利用电涡流传感器测量活塞杆的偏心距离,对静压支承液压缸与无静压支承液压缸的抗偏载性能进行对比。

基于ADAMS的动力减振镗杆仿真分析

建立了基于ADAMS的内置式动力减振镗杆动力学仿真模型,以减小刀刃径向跳动在整个频域内响应的最大值为目标对样机模型进行了优化分析,得出了减振系统的最优参数。仿真试验表明优化后系统的频域响应得到了改善。在此基础上分析了模型中的弹簧刚度系数、粘性阻尼系数、调谐块质量、减振腔尺寸以及调谐块质心位置对系统减振效果的影响,为减振系统进一步的优化设计提供了设计依据。

重型静压轴承油腔结构优化与流场仿真

针对重型静压轴承油腔结构优化问题,利用有限体积法,模拟了扇形腔和椭圆形腔间隙流体的压力场和温度场,并建立了旋转坐标系下的控制方程,探讨了在转速、腔深及有效承载面积相同时两种腔形的压力及温度分布规律,优化了油腔结构。结果表明:两种腔形润滑性能有所不同,椭圆形腔最大压力分布区域较扇形腔大,承载能力强,但由于椭圆形油腔油膜剪切面积较大导致椭圆形腔温度分布较扇形腔高。数值计算结果真实反应了轴承内部流态,仿真结果为工程实际轴承油腔结构优化设计提供了理论依据。

新时期高等院校机械学科本科教学管理体系的创新

阐述了大众化教育阶段机械学科本科教学创新管理体系"教学、育人、管理"的模式与构成要件,论述了创新型本科教学管理体系必须具备的五大功能和4种基本管理制度体系,讨论了保证创新教学管理体系运行的5个基本平台和2个课程教学标准的建设,同时,对传统的教学管理体系的演化过程和存在的弊端进行了剖析。

液体静压导轨油膜厚度的控制方案研究

为了保证在不同载荷条件下,机床静压导轨具有良好的运动精度和低速平稳性,必须对液体静压导轨的油膜厚度进行有效的控制。在介绍了液体静压导轨的工作原理后,提出了基于直流调速和矢量变频调速的两种油膜厚度控制方案,并比较了两种方案的优缺点。研究结果表明:采用矢量变频调速的油膜厚度控制方案,在保证控制精度的同时,可以使系统的成本降低,系统的可维护性和节能效果更好。

输入指令整形技术在电液伺服系统中的应用

针对液压四足机器人电液伺服位置控制存在的振动问题,分析电液伺服系统特性,根据振动控制技术提出输入指令整形控制策略,研究输入整形技术在抑制机械谐振方面的作用,为该技术在液压四足机器人上的应用提供理论和现实依据.通过分析输入整形减振技术及其工作原理,设计零震荡整形器,并利用AMESim和MATLAB对电液伺服系统进行位置控制联合仿真.结果表明,输入整形技术能够抑制电液位置伺服系统中产生的机械谐振,利用电液伺服系统综合实验台验证了该控制技术的有效性.

多转速抛光机创新设计及振动实验研究

为了提高瓷砖抛光机的效率,提出一种多转速抛光机。分析了多转速抛光机结构和原理,设计了磨头变速机构。以新多转速抛光机磨头为研究对象,建立磨头动力学模型。得出Z方向的振动大于X、Y方向的振动,并通过实验得到验证。通过实验确定了多转速抛光机粗磨磨头转速为570 r/min、压力为2.6～3.2 MPa,精磨磨头转速为475r/min、压力为2.6 MPa,抛光磨头转速为570 r/min、压力为3.2 MPa。