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非全周开口滑阀阀控数字液压缸动态特性分析
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作者 魏列江 王琳 +2 位作者 展鹏 单乐 都志航 《液压与气动》 北大核心 2024年第9期1-9,共9页
现有阀控数字液压缸中集成的滑阀通常采用全周开口,其流量增益大、阀芯所受液动力大,严重影响数字液压缸的起动和切换时的动态响应特性。针对6种典型非全周开口滑阀结构,计算了各阀芯节流槽过流面积,确定了在过流面积相同的情况下,一级(... 现有阀控数字液压缸中集成的滑阀通常采用全周开口,其流量增益大、阀芯所受液动力大,严重影响数字液压缸的起动和切换时的动态响应特性。针对6种典型非全周开口滑阀结构,计算了各阀芯节流槽过流面积,确定了在过流面积相同的情况下,一级(U、V、K形)和二级(UU、UV、UK形)节流槽的结构参数;比较了不同结构形式的非全周开口滑阀的数字液压缸在阶跃信号下的响应和阶跃负载扰动的响应。仿真及实验结果表明:相较其他阀口形式,节流槽采用K形及UK形结构时,数字液压缸在阶跃输入信号下的响应较好;而相较于UK形节流槽,阀芯采用K形节流槽时,滑阀控制的数字液压缸的负载刚度更好,速度冲击更小,但活塞无杆腔建立工作压力较慢;阀芯采用UK形节流槽时,滑阀控制的数字液压缸的在相同负载干扰下响应速度更快。 展开更多
关键词 数字液压缸 阀芯结构 节流槽形式 非全周开口滑阀 动态特性
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数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性研究
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作者 齐潘国 迟帅 +4 位作者 郑一顺 王顶柱 刘超 门荣华 黄其涛 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期215-223,共9页
六自由度并联机器人采用数字液压缸驱动相比于采用电液伺服缸驱动,具有成本低、可靠性高、抗污能力强和结构简单等优点,为研究数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性,首先建立数字液压缸的数学模型并推导出闭环刚度,然后基于全微... 六自由度并联机器人采用数字液压缸驱动相比于采用电液伺服缸驱动,具有成本低、可靠性高、抗污能力强和结构简单等优点,为研究数字液压缸驱动的六自由度并联机器人刚度特性,首先建立数字液压缸的数学模型并推导出闭环刚度,然后基于全微分法建立六自由度并联机器人的误差传递模型,并结合数字液压缸的闭环刚度,推导出数字液压缸驱动的六自由度并联机器人的刚度矩阵,并分析了刚度矩阵的影响因素,建立AMESim仿真模型并进行仿真研究,揭示出并联机器人各自由度的刚度与正开口量、滚珠丝杠导程等系统固有参数以及与并联机器人位姿之间的关系,研究结果还表明,当并联机器人沿除升沉方向以外的其他方向运动时,升沉自由度和其他自由度之间存在耦合,且耦合刚度会随并联机器人位姿的变化而变化。该研究对数字液压缸驱动的六自由度并联机器人研制及应用有一定的理论价值和实际意义。 展开更多
关键词 数字液压缸 六自由度并联机器人 刚度矩阵 AMESIM 误差模型
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采煤机摇臂用数字液压缸反馈机构间隙问题研究 被引量:1
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作者 齐潘国 刘政奇 +2 位作者 赵丽薇 张兴元 赵丽娟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期172-184,共13页
为研究反馈机构间隙对采煤机液压系统的静态误差及闭环稳定性的影响,分析了4个运动副及其间隙在反馈过程中的相互作用机理,建立了含反馈机构间隙的数字液压缸模型。通过比较间隙的负倒频曲线与线性部分奈奎斯特曲线的位置关系,发现间隙... 为研究反馈机构间隙对采煤机液压系统的静态误差及闭环稳定性的影响,分析了4个运动副及其间隙在反馈过程中的相互作用机理,建立了含反馈机构间隙的数字液压缸模型。通过比较间隙的负倒频曲线与线性部分奈奎斯特曲线的位置关系,发现间隙不影响系统稳定性。采用静态分析方法,导出各间隙引起的静态误差表达式,揭示影响静态误差的因素及规律。建立了数字液压缸的AMESim仿真模型并进行了仿真研究。试验验证了理论及仿真分析的正确性。 展开更多
关键词 采煤机摇臂 数字液压缸 间隙非线性 AMESIM仿真 静态误差
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基于LabVIEW与微信小程序的数字液压缸测控系统设计 被引量:2
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作者 李业龙 李俊士 +2 位作者 乔子石 郭资鉴 孔祥凯 《煤矿机械》 2023年第11期200-203,共4页
为研究数字液压缸在乳化液作为工作介质时位移控制精度表现情况,设计了一种基于LabVIEW与微信小程序的数字液压缸测控系统。该系统主要有数据采集、实时状态监测、参数配置、数据回放分析等功能,同时支持电脑和手机移动端进行数据交互... 为研究数字液压缸在乳化液作为工作介质时位移控制精度表现情况,设计了一种基于LabVIEW与微信小程序的数字液压缸测控系统。该系统主要有数据采集、实时状态监测、参数配置、数据回放分析等功能,同时支持电脑和手机移动端进行数据交互。研究结果表明,该系统具有数据传输稳定、实时性好、工作效率高等特点,可为后续开发矿用数字液压缸产品提供参考。 展开更多
关键词 数字液压缸 LABVIEW 微信小程序 实时状态监测
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基于传递函数的数字液压缸建模与分析 被引量:19
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作者 陈佳 邢继峰 彭利坤 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期65-70,共6页
在考虑功率匹配和非对称结构特性的基础上,以液压弹簧刚度最小位置为工作点,推导了阀控非对称缸的传递函数,给出了合理的液压固有频率计算公式,建立了通用的数字液压缸传递函数模型。利用所建模型,分析了参数意义和系统特性,并结合具体... 在考虑功率匹配和非对称结构特性的基础上,以液压弹簧刚度最小位置为工作点,推导了阀控非对称缸的传递函数,给出了合理的液压固有频率计算公式,建立了通用的数字液压缸传递函数模型。利用所建模型,分析了参数意义和系统特性,并结合具体参数进行了仿真验证。结果表明,受负载和非对称结构影响,数字液压缸正反向运动特性存在差异;系统性能由内反馈回路的结构参数决定,系统稳定性良好。 展开更多
关键词 数字液压缸 液压弹簧刚度 传递函数模型 系统特性
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闭环控制数字液压缸及实验研究 被引量:13
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作者 魏祥雨 王世耕 +2 位作者 胡捷 任礼英 汤春艳 《液压与气动》 北大核心 2005年第7期19-22,共4页
该文介绍了一种新型闭环控制数字液压缸的结构、工作原理及其控制方法。通过理论分析和实验研究说明了这种闭环控制数字液压缸相对于传统液压执行系统和开环控制数字液压缸的优点及结构创新。
关键词 闭环控制 数字液压缸 磁耦合机构 伺服 补偿
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数字液压缸非线性动态特性分析及试验 被引量:10
7
作者 陈佳 邢继峰 彭利坤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第7期1035-1042,共8页
综合考虑阀芯螺旋运动和反馈机构动态,修正阀口流量方程,并基于Lu Gre摩擦模型推导得到了完整的数字液压缸非线性状态空间模型。对三种不同模型进行仿真并以试验为参考,验证了非线性模型的准确性,并利用所建模型重点分析了系统换向时的... 综合考虑阀芯螺旋运动和反馈机构动态,修正阀口流量方程,并基于Lu Gre摩擦模型推导得到了完整的数字液压缸非线性状态空间模型。对三种不同模型进行仿真并以试验为参考,验证了非线性模型的准确性,并利用所建模型重点分析了系统换向时的动态特性。结果表明:非线性模型能更真实地反映系统的响应特性;不平衡冲击与摩擦Stribeck效应耦合导致换向速度抖动,同时受工作压力、死区、阀芯径向泄漏、Stribeck速度和反馈机构刚度等非线性因素的共同影响,速度抖动状况呈现出多变性。 展开更多
关键词 数字液压缸 非线性状态空间模型 动态特性 试验
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数字液压缸换向冲击特性研究 被引量:12
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作者 潘炜 彭利坤 +1 位作者 邢继峰 张洪胜 《液压与气动》 北大核心 2012年第2期77-81,共5页
换向冲击是影响数字液压缸平稳性、准确性的重要因素。采用AMESim软件建立了包括四边滑阀、非对称缸、丝杆螺母反馈机构、螺杆螺母副及液压站在内的数字液压缸系统模型,重点分析了输入脉冲频率、反馈比、油源压力、阀芯形状、系统摩擦... 换向冲击是影响数字液压缸平稳性、准确性的重要因素。采用AMESim软件建立了包括四边滑阀、非对称缸、丝杆螺母反馈机构、螺杆螺母副及液压站在内的数字液压缸系统模型,重点分析了输入脉冲频率、反馈比、油源压力、阀芯形状、系统摩擦力等因素对换向冲击特性的影响,据此得到减小数字液压缸换向冲击的设计方法和控制结论。该研究对数字液压缸的设计与工程控制具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 数字液压缸 换向冲击 特性
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基于数字液压缸组的波浪能装置压力匹配 被引量:4
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作者 林勇刚 许建强 +1 位作者 刘宏伟 李伟 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1892-1897,共6页
为了解决分布式波浪能装置液压传动系统中不同支路液压油汇集时的压力不均衡问题,提出新型的数字液压缸组以替代常规的液压缸.该液压缸组由多个面积不同的液压缸组成,由高速开关阀控制液压缸组切入传动系统的液压缸数目,这意味着可以控... 为了解决分布式波浪能装置液压传动系统中不同支路液压油汇集时的压力不均衡问题,提出新型的数字液压缸组以替代常规的液压缸.该液压缸组由多个面积不同的液压缸组成,由高速开关阀控制液压缸组切入传动系统的液压缸数目,这意味着可以控制不同液压支路的压力以实现不同支路之间的压力匹配.通过建模仿真和半物理试验表明,与基于传统的液压缸的分布式波浪能装置相比,基于数字液压缸组的分布式波浪能装置能够有效减少在不同波浪载荷作用下的不同液压支路的压力不平衡,系统中不同浮力摆均能够吸收波浪能对外做功,驱动液压马达稳定持续运行. 展开更多
关键词 波浪能 浮力摆波浪能发电装置 数字液压缸 分布式捕能 集中发电
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基于缝隙理论的新型数字液压缸研究 被引量:5
10
作者 孟文宝 张洛平 +1 位作者 韩宇 张培 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第7期60-62,66,共4页
介绍了一种新型数字液压缸,该数字液压缸采用一种基于缝隙理论的数字阀,通过对数字阀的小流量控制来实现数字缸的微量进给和速度控制。步进电机接收到数字脉冲信号,驱动数字阀芯移动,通过改变数字阀阀芯的缝隙值来控制液压缸输入流量,... 介绍了一种新型数字液压缸,该数字液压缸采用一种基于缝隙理论的数字阀,通过对数字阀的小流量控制来实现数字缸的微量进给和速度控制。步进电机接收到数字脉冲信号,驱动数字阀芯移动,通过改变数字阀阀芯的缝隙值来控制液压缸输入流量,从而有效提高了数字液压缸微进给控制精度。对数字液压缸系统进行分析,建立了精确的数学模型,推导了控制系统的传递函数和方框图,并利用AMESim仿真软件对其液压系统进行仿真分析,得到了数字液压缸位移、流量与数字阀缝隙变化的相对关系。 展开更多
关键词 数字液压缸 缝隙理论 数学模型 AMESIM
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某型数字液压缸阀芯遮盖形式仿真研究 被引量:5
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作者 宋飞 楼京俊 +1 位作者 徐文献 彭利坤 《机床与液压》 北大核心 2015年第19期200-202,154,共4页
为研究阀芯遮盖形式对数字液压缸特性的影响,根据数字液压缸的具体结构及工作原理建立了完整的数字液压缸AMESim仿真模型,对比研究了零遮盖、正遮盖和负遮盖3种不同阀芯遮盖形式下数字液压缸的特性,通过对仿真结果的分析得出了3种不同... 为研究阀芯遮盖形式对数字液压缸特性的影响,根据数字液压缸的具体结构及工作原理建立了完整的数字液压缸AMESim仿真模型,对比研究了零遮盖、正遮盖和负遮盖3种不同阀芯遮盖形式下数字液压缸的特性,通过对仿真结果的分析得出了3种不同阀芯遮盖形式的优缺点,并结合数字液压缸的工作特点给出了阀芯遮盖形式选型建议,研究结果对数字液压缸的优化改进具有指导意义。 展开更多
关键词 数字液压缸 AMESIM 零遮盖 正遮盖 负遮盖
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机电液集成控制的数字液压缸研究 被引量:7
12
作者 刘忠 李伟 彭金艳 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第11期51-54,共4页
提出一种新型数字液压缸系统,它将油缸、控制阀组和反馈机构集于一体,以高速开关阀作为逻辑锥阀的先导阀,由滚珠丝杠组和编码器构成的反馈机构实时反馈活塞的位移和速度,通过控制器产生PWM信号控制高速开关阀的输出,对锥阀输出流量比例... 提出一种新型数字液压缸系统,它将油缸、控制阀组和反馈机构集于一体,以高速开关阀作为逻辑锥阀的先导阀,由滚珠丝杠组和编码器构成的反馈机构实时反馈活塞的位移和速度,通过控制器产生PWM信号控制高速开关阀的输出,对锥阀输出流量比例调节,从而实现液压缸活塞位移和速度的数字控制。 展开更多
关键词 数字液压缸 高速开关阀PWM逻辑锥阀 闭环控制
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数字液压缸阀芯特性研究 被引量:5
13
作者 彭利坤 宋飞 +1 位作者 邢继峰 付鹏岗 《机床与液压》 北大核心 2012年第20期62-65,84,共5页
阀芯特性是影响数字液压缸准确性与稳定性的重要因素。以数字液压缸的滑阀阀芯为研究对象,通过建立圆柱滑阀、矩形槽滑阀和锥形滑阀3种典型滑阀过流面积的数学模型,并结合数字液压缸AMESim仿真模型对3种阀芯的特性进行对比分析,研究3种... 阀芯特性是影响数字液压缸准确性与稳定性的重要因素。以数字液压缸的滑阀阀芯为研究对象,通过建立圆柱滑阀、矩形槽滑阀和锥形滑阀3种典型滑阀过流面积的数学模型,并结合数字液压缸AMESim仿真模型对3种阀芯的特性进行对比分析,研究3种滑阀对该型数字液压缸特性的影响,为该型数字液压缸滑阀阀芯的设计、选择及优化提供了参考依据。 展开更多
关键词 数字液压缸 阀芯 特性
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考虑不确定参数及外部扰动数字液压缸非线性鲁棒位置跟踪控制 被引量:3
14
作者 徐世杰 楼京俊 彭利坤 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第2期74-79,共6页
在考虑不确定参数及外部扰动的情况下为数字液压缸位置跟踪系统设计了一个非线性控制器。首先,建立了数字液压缸位置跟踪系统的非线性模型;然后,构造了一个李雅普诺夫函数及非线性控制器,推导了系统鲁棒稳定的充分条件,由此将非线性控... 在考虑不确定参数及外部扰动的情况下为数字液压缸位置跟踪系统设计了一个非线性控制器。首先,建立了数字液压缸位置跟踪系统的非线性模型;然后,构造了一个李雅普诺夫函数及非线性控制器,推导了系统鲁棒稳定的充分条件,由此将非线性控制器的设计问题转化成为线性矩阵不等式的求解问题;最后,进行了仿真及实验验证。结果表明:所设计的控制器对于参数不确定性及外部扰动具有良好的鲁棒稳定性及更好的动态特性。 展开更多
关键词 数字液压缸 位置跟踪控制 非线性模型 不确定性 线性矩阵不等式
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数字液压缸在悬臂掘进机行程控制中的应用 被引量:5
15
作者 熊双辉 任中全 陈磊 《煤矿机械》 北大核心 2008年第11期139-140,共2页
介绍一种数字液压缸的结构、工作原理以及采用这种数字液压缸对悬臂掘进机行程控制的方案。此方案特点是通过输出数字脉冲直接控制液压缸,控制系统由闭环控制变成开环控制,使控制系统大大简化,解决了普通液压缸行程控制带来的准确性不... 介绍一种数字液压缸的结构、工作原理以及采用这种数字液压缸对悬臂掘进机行程控制的方案。此方案特点是通过输出数字脉冲直接控制液压缸,控制系统由闭环控制变成开环控制,使控制系统大大简化,解决了普通液压缸行程控制带来的准确性不高、可靠性差、系统复杂的问题,从而实现对悬臂行程更好的控制。 展开更多
关键词 数字液压缸 悬臂式掘进机 行程控制
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采煤机摇臂用120 t数字液压缸建模与分析 被引量:3
16
作者 齐潘国 刘政奇 +1 位作者 陈洪月 王慧 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第12期2184-2193,2203,共11页
以120t数字液压缸为研究对象,建立含有反馈机构动力学特性的数字液压缸系统框图。将数字液压缸系统分为五个结构子模块,并深入分析五个结构子模块间的耦合关系,揭示反馈机构对数字液压缸系统的影响。在频域上对系统框图进行简化分析,给... 以120t数字液压缸为研究对象,建立含有反馈机构动力学特性的数字液压缸系统框图。将数字液压缸系统分为五个结构子模块,并深入分析五个结构子模块间的耦合关系,揭示反馈机构对数字液压缸系统的影响。在频域上对系统框图进行简化分析,给出其化简意义。搭建数字液压缸系统的仿真模型,通过仿真从稳定性和快速性两方面研究每步简化对系统的阶跃响应影响。结果表明,电机频宽和丝杠导程变小或者阀芯转动惯量变大,对简化前后数字液压缸性能有较大影响,因此在进行优化设计时应根据实际参数选用合适的简化模型。 展开更多
关键词 采煤机摇臂 数字液压缸 数学模型 框图简化 系统性能
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数字液压缸刚度特性分析及AMESim模拟 被引量:4
17
作者 王慧 姜守岭 +2 位作者 齐潘国 吴建中 李英俊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期1849-1853,共5页
刚度特性是衡量数字液压缸性能的重要指标之一,对控制精度有很大影响。在推导数字液压缸的刚度数学表达式基础上,分析了刚度的频率特性。建立包含滚珠丝杠和反馈螺母的内部间接反馈数字液压缸的AMESim模型并进行了仿真研究。揭示了面积... 刚度特性是衡量数字液压缸性能的重要指标之一,对控制精度有很大影响。在推导数字液压缸的刚度数学表达式基础上,分析了刚度的频率特性。建立包含滚珠丝杠和反馈螺母的内部间接反馈数字液压缸的AMESim模型并进行了仿真研究。揭示了面积梯度、反馈螺母导程、供油压力、中位开口量对数字液压缸刚度特性的影响规律。 展开更多
关键词 数字液压缸 刚度 控制精度 AMESIM
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不同形式阀口对数字液压缸性能影响的研究 被引量:4
18
作者 谭青 姚之威 +2 位作者 夏毅敏 史余鹏 张玉敏 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第2期131-137,共7页
四通换向阀是数字液压缸重要的组成元件,其阀口形式和尺寸与数字液压缸动态响应特性息息相关。讨论了长方形、U形和三角形3种不同形式的阀口结构,建立其阀口等效通流面积数学模型,得到其流量特性曲线。使用AMESim软件完成了数字液压缸... 四通换向阀是数字液压缸重要的组成元件,其阀口形式和尺寸与数字液压缸动态响应特性息息相关。讨论了长方形、U形和三角形3种不同形式的阀口结构,建立其阀口等效通流面积数学模型,得到其流量特性曲线。使用AMESim软件完成了数字液压缸模型的搭建并定义阀口形式和结构参数,研究了不同形式阀口对数字液压缸动态特性的影响。研究结果表明:长方形阀口流量增益最大,因此在液压缸运动所需流量相同的情况下,长方形阀口阀芯位移最小,U形和三角形阀口阀芯位移是长方形阀口阀芯位移的1.59和2.38倍;液压缸稳定运行阶段,长方形阀口形式下的活塞位移误差为1.41 mm,比其他两种形式阀口小73%和110.6%,而长方形阀口时活塞最终位移误差为0.51 mm,比其他两种形式阀口小7.8%和15.7%。最后通过数字液压缸性能测试试验进行验证。 展开更多
关键词 数字液压缸 阀口 动态响应特性 AMESIM软件
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具有输入饱和的数字液压缸非线性鲁棒位置跟踪控制 被引量:2
19
作者 徐世杰 楼京俊 彭利坤 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期60-65,共6页
针对不确定参数及输入饱和的情况,为数字液压缸位置跟踪控制系统设计了一个非线性控制器和补偿器。首先,建立了数字液压缸位置跟踪系统的非线性模型;然后,构造了一个李雅普诺夫函数及非线性控制器,将非线性控制器的设计问题转化为线性... 针对不确定参数及输入饱和的情况,为数字液压缸位置跟踪控制系统设计了一个非线性控制器和补偿器。首先,建立了数字液压缸位置跟踪系统的非线性模型;然后,构造了一个李雅普诺夫函数及非线性控制器,将非线性控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的求解问题,在此基础上设计了抗饱和补偿器;最后,进行了仿真验证,结果表明:所设计的控制器及抗饱和补偿器使系统具有较好的鲁棒稳定性及动态特性。 展开更多
关键词 数字液压缸 位置跟踪控制 非线性模型 输入饱和 线性矩阵不等式
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新型内循环数字液压缸系统设计及仿真研究 被引量:2
20
作者 李鹏 朱建公 +1 位作者 张德虎 赵登峰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第1期48-52,共5页
为进一步简化传统液压系统结构、提高工作效率,设计了一种将动力元件、执行元件和控制元件有机集成的完全一体化的内循环数字液压缸系统。分析了系统的工作原理,确定了系统的各种参数;并建立了系统的仿真模型,运用AMESim软件平台进行了... 为进一步简化传统液压系统结构、提高工作效率,设计了一种将动力元件、执行元件和控制元件有机集成的完全一体化的内循环数字液压缸系统。分析了系统的工作原理,确定了系统的各种参数;并建立了系统的仿真模型,运用AMESim软件平台进行了仿真研究。研究表明:该系统在空间、重量受限的场合有较大的优势,可适用于低速、中低压系统。 展开更多
关键词 内循环数字液压缸 电磁铁 多学科领域复杂系统仿真平台
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