正流量液压挖掘机回转系统节能控制

针对徐工某中型正流量挖掘机回转系统存在的较大溢流损失,设计了一种减小能量损失的节能控制方法。首先建立挖掘机回转系统关键部件模型;其次基于趋近律设计滑模控制器,根据模糊规则确定趋近律参数;最后根据马达溢流阀压力改变泵排量,以实现泵输出流量对压力的快速响应,从而实现节能降耗的目的。经仿真分析,较挖掘机传统的开环控制与PID控制,采用模糊滑模控制下的泵输出流量明显减少,且马达转速较前两种算法变化不大,不会降低回转作业效率,可知设计的算法有效。

基于扩张状态观测器的伺服加载模糊滑模控制

针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题,以滑模变结构控制(SMC)为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构,提出一种基于扩张状态扰动观测器(ESO)的模糊滑模控制(FSMC)策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上,设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节,提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力,并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明:所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器(FSMC-ESO)对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。

基于改进Stribeck模型的伺服系统摩擦补偿研究

电动伺服加载系统中非线性摩擦的存在是不可避免的,具有较强非线性的摩擦干扰严重影响系统的加载精度。针对电动伺服加载系统中摩擦扰动问题,首先提出一种改进Stribeck摩擦模型对加载系统摩擦特性进行描述;其次基于反步控制理论设计控制器抑制非线性摩擦扰动;最后针对摩擦模型参数易受系统内外部环境变化影响的问题,结合自适应控制对参数变化的摩擦干扰进一步抑制。根据仿真结果表明:相比于传统PID控制,采用自适应反步控制器的系统扭矩误差降低了80.2%,有效抑制了系统中的非线性摩擦扰动,提升了加载系统控制精度。

三相交流液压系统动态特性与仿真研究

首先对三相交流液压系统动态特性进行研究,选择管路集总参数模型推导出三相传输管道内的平均压力和输出阻抗的计算表达式;其次针对三相交流液压系统实验平台,根据单相交流液压系统理论基础建立三相交流液压系统管路数学模型,应用MATLAB软件进行仿真分析,得到三相传输管道瞬时压力和流量随频率的变化情况;最后对三相交流液压系统能量传递效率进行分析计算。分析结果表明:在一定的负载参数条件下,由于三组发生信号的初始相位互差120°,C相管路在压力方面幅值最高,B相和C相管路的压力和速度相位较A相管路都有一定的滞后;三相管路的能量传递效率基本相同,并且和单相交流管路的传递效率一致。该研究可为同类型多相交流液压管路设计提供参考。

基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态(SOC)下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.

基于迭代和扰动观测的间隙实时补偿控制研究

针对电动伺服加载系统中传动间隙对加载力的影响,提出了一种基于迭代学习和非线性扰动观测器的滑模控制策略(SMC-ILC&NDOB)。通过迭代算法对传动间隙进行估计,同时利用扰动观测器对间隙的估计值进行补偿,在此基础上设计滑模控制器实现间隙的在线补偿,并根据Lyapunov稳定性定理证明了整个闭环控制系统的稳定性。借助MATLAB/Simulink软件对电动伺服加载系统和控制器进行仿真实验,对PID算法和基于迭代算法和扰动观测器的滑模控制方法进行对比。结果显示基于迭代学习和扰动观测器的滑模控制方法对传动间隙有着不错的补偿效果并拥有较好的鲁棒性。

基于STM32的电动6-DOF加载系统设计

目前多自由度位移、力加载系统鲜有研究。基于STM32研制了电动6-DOF加载系统,采用Stewart平台构型,能够实现高精度的位移、力加载,其中力加载一直是Stewart平台构型加载系统的难点问题。首先介绍了加载系统的体系结构,然后建立了加载系统的数学模型,采用欧拉角方法描述加载系统的位姿,求解出了6-DOF加载系统的逆运动学数学模型。针对加载系统实现力控功能的难点问题,提出了基于位移环的闭环力控的解决方案。最后设计了实验,验证了加载系统的加载功能。实验结果显示,YZ轴的位移阶跃加载误差小于0.25%,X轴的位移三角波加载误差小于0.49%,Z轴的力阶跃加载偏差控制在±0.5 N以内,Z轴的力正弦加载误差小于2.3%,结果表明加载系统实现了高精度多自由度位移、力加载。

基于贝叶斯网络的井口采油树风险评价研究

为降低采油树服役期间发生失效的可能性,在构建采油树失效故障树模型的基础上,实现了故障树模型向贝叶斯网络模型的转化;基于层次分析法和模糊集理论,实现了根节点先验概率的求解,并通过定义相关节点的时间变化特性,得到了不同时间采油树的失效概率变化情况。结果表明:采油树失效的发生概率为1.24×10^(-2),其中阀门泄漏的可能性最大,其次为法兰泄漏,计算结果与现场实际情况相符;介质腐蚀、流体含杂质、冲刷腐蚀、螺母松动、盘根变形是导致采油树失效的主要因素,应在现场管理中予以重视。

液压传动系统中节能技术的探讨

液压传动系统中的节能技术主要是从减少系统能量损失和回收系统剩余能量两个方面来实现的。本文总结了最近十几年国内外液压节能新技术、新方法和发展趋势,介绍了能量回收与利用的典型成功应用实例,并按照能量的性质对其分类。最后探讨了航空液压泵加速寿命试验台的节能设计方案。

多叶光栅叶片宽度对鼻咽癌剂量学的影响

目的:评估加速器治疗机多叶光栅(MLC)叶片宽度在鼻咽癌调强放疗中的剂量学影响。方法:建立两个直线加速器治疗机模型:两个模型的剂量学参数完全一致,将多叶光栅宽度分别设置为10 mm和5 mm,其余机械参数也完全一致;将这两个治疗机模型应用于7例鼻咽癌患者的调强放疗计划设计,比较不同的多叶光栅叶片宽度对鼻咽癌调强放疗计划带来的剂量学影响。结果:使用10 mm MLC叶片宽度的模型和5 mm MLC叶片宽度的模型制定调强放疗计划,其脑干最大剂量分别为54.5 Gy±3.4 9 Gy和53.5 Gy±3.67 Gy,左侧视神经最大剂量分别为43.6 Gy±15.5 Gy和42.5 Gy±15.3 Gy,右侧视神经最大剂量分别为40.8 Gy±16.3 Gy和39.6 Gy±16.4 Gy,左侧颞叶大于65 Gy的体积分别为0.58 cm3±0.57cm3和0.48 cm3±0.46 cm3。对于几例脑干受侵和视神经视交叉受侵的鼻咽癌病人,使用5 mm MLC叶片宽度相比10 mm MLC叶片宽度的机器模型,能够明显的降低其对应受侵部位的高剂量,且能带来更好的靶区剂量均匀性。结论:5 mm MLC叶片宽度治疗机相对于10 mm MLC叶片宽度治疗机,更适合对危及器官有高剂量要求的鼻咽癌的放射治疗。

“动静三轴试验仪”伺服加载系统研究

根据土工试验要求研制了"动静三轴试验仪",该仪器设备能够替代传统"静三轴试验仪"和"动三轴试验仪"完成给定的试验任务.伺服加载的实现方式是"动静三轴试验仪"研制的核心,在分析液压、气动和电气加载方式的优缺点后,采用液压伺服加载方式完成轴向力和位移的动态、静态加载.为解决液压伺服加载系统在动态加载时液压油压力波动和静态加载时效率低、发热量大的问题,提出采用蓄能器组和恒压变量泵的解决方案并设计了液压油源系统,借助数学建模和仿真的手段验证了所提方案的正确性.

基于滑模变结构控制的电机-泵组、阀复合调速的研究

采用电机-泵组、阀并联复合控制较好地解决了液压马达调速过程中快速性与效率之间的矛盾,在控制策略上提出用滑模变结构控制(SMVSC)来提高对不确定干扰的鲁棒性,建立了试验平台.分析了阀控/泵控性能差异的本质原因,探讨了电机-泵组子系统中存在的相乘非线性,介绍了电机-泵组、阀并联复合控制的原理.应用滑模变结构原理设计了滑模变结构控制器,对于SMVSC带来的抖动提出了抑制措施.通过仿真结果可以看出,基于SMVSC的电机-泵组、阀并联复合调速系统动态响应明显加快,系统对马达负载扰动的鲁棒性增强.

静态调强放疗等中心点对鼻咽癌剂量学的影响

目的:分析调强放射治疗等中心点的选择对鼻咽癌剂量学的影响,为治疗计划的设计提供参考依据。方法:选取17例鼻咽癌病例,分别以原发肿瘤和咽后淋巴结临床治疗靶区PGTVnx的中心点(以AP表示)和预防照射区临床治疗靶区PTV的中心点(以BP表示)作为治疗计划的等中心点,设计调强放疗计划。比较靶区的适形度指数以及均匀性指数、危及器官的最高剂量以及正常组织的低剂量体积。结果:两种治疗计划均能满足临床剂量要求。在所有靶区剂量体积百分比没有明显统计学差异情况下,AP组和BP组的靶区的适形度指数以及均匀性指数差异无统计学意义。但是AP组的视交叉_(D0.03 cm^3)剂量要明显低于BP组,分别为(36.7±12.1)Gy和(38.8±11.2)Gy(t=-3.070, P<0.01);AP组的正常组织V<30 Gy明显大于BP组,分别为(8 250±1 686)cm3和(8 166±1 669)cm^3(t=3.799, P<0.01)。结论:AP能明显降低视交叉的最高剂量,并且能降低正常组织的高剂量体积,减少病人的正常组织放疗并发症概率。

基于VRML和Java的CAI软件开发技术

论文通过介绍采用VRML、JAVA、组态软件等开发的仿真控制一体化操作平台,提供了一个虚拟的,具有较高互动性、真实感的三维网络空间教学环境。着重介绍了该操作平台的体系结构和实现机理,并给出了具体的实现方法和优化途径,最后给出应用实例。

“虚实”相结合的汽车模拟驾驶器的研发

详细阐述了基于VRMLJ、AVA等技术开发的“虚实”相结合的汽车模拟驾驶器的体系结构及基本原理,对其硬件设计、三维实时仿真和音频仿真的实现机理作了说明,建立了汽车的运动学模型并给出了确定任意时刻汽车所处空间位置的算法,最后用实例论证了研发成果。

基于AMESim液压系统管路动态特性的研究

该文对液压系统管路的动态特性开展研究,理论推导了管路谐振频率、管路传递矩阵等主要参数的计算表达式。引入基于AMESim软件的时域、频域分析方法,通过对经典管路水锤现象进行时域、频域对比分析,证明AMESim软件能有效的模拟管路的实际情况,并能真实的反映管路在时域和频域内的动态特性。在此基础上,将该方法应用于液压伺服系统液压源与伺服阀之间长管路的动态特性分析当中,探索管长、管径及管厚与管路谐振频率及相位差之间的关系。分析结果表明:随着液压管道长度的增加,管路谐振频率显著降低,相位差增大,系统响应时间变长;随着管道内径的增加,管道压力幅值比增加,而谐振频率及相位差变化不大;管道厚度对系统动态特性影响较小。该研究可为液压系统管路设计提供参考。

土工试验中土样动态变形测试系统的设计

为满足土工试验中土样动变形测量的需要设计了测试系统。该测试系统主要由电液伺服加载子系统和动态测控子系统构成,实现了位移和力的动态加载与检测。在介绍完动态变形测试系统原理框图后,详细阐述了上述两个子系统的设计。在电液伺服加载子系统设计中完成了伺服阀、伺服油缸、蓄能器和液压泵等主要液压元器件的设计计算和选型工作,在测控子系统设计中根据需要检测和控制的物理量选择了合适的数据采集卡,完成了基于Labwindows/CVI测控平台的设计工作。

航空液压泵加速寿命试验台的研制

根据加速寿命试验的原理针对某型号高压大流量航空液压泵研制了航空液压泵加速寿命试验台,该试验台能够在42MPa高压、6300r/min超速下进行试验实现了温度、压力、转速和冲击载荷四种加速因子的加速寿命试验。本文详细介绍了试验台的总体设计方案,对试验台研制过程中采用的关键技术从机械和电气两方面加以论述,这些关键技术全部来自实际的工程实践,具有一定的参考价值。最后分析了试验结果并解决了调试中发现的问题。上述工作能对当前类似液压试验装置的设计提供参考。

面向伺服电机的STM32单片机控制系统设计

介绍了一种基于STM32F103ZET6单片机的交流伺服电机位置、速度和转矩控制方案,完成了控制系统软硬件设计、电机调试参数设置和伺服电机控制结构图等方面的工作。人机接口(HMI)采用Lab VIEW图形化编程语言设计,交互性强,界面友好。与传统的单片机控制方案相比,该控制系统具有经济性好,处理速度快,实时性好,集成度高和抗干扰性强等优点,能较好地实现交流伺服电机的精确位置定位及匀速运转控制。

基于AMESim蓄能器组的动态特性研究

蓄能器具有提供能源、消除脉动、吸收液压冲击和回收能量的功能,在液压系统中具有非常重要的作用。随着液压技术的不断发展,重载、大流量的大型工程液压设备层出不穷,大容量蓄能器的需求也日益增多。然而,大容量蓄能器因惯性大、反应不灵敏,并且制造难度相对较大而制约着其发展。工程上通常采用蓄能器组代替单一大容量蓄能器,然而如何正确地选择蓄能器组最大化地发挥蓄能器的作用成了一个需要解决的问题。该文主要对多个小容量蓄能器并联构成的蓄能器组进行理论分析,建立相关零部件的数学模型,借助AMESim软件定量分析蓄能器组的动态特性,研究在不同频率加载的前提下蓄能器组的供油能力和抗管路压力波动能力。该文的研究将为选择合适的蓄能器组提供帮助。