基于模糊PID的旋压机进给系统动态仿真

为了改善铝杆旋压机进给系统的控制性能,在分析进给系统中两路伺服油缸在不同工况下的运动特点后,提出电液伺服系统位移协同控制策略。首先阐述了旋压机进给系统运动过程及技术指标,并对液压进给控制系统进行设计与研究;其次根据交叉耦合控制理论,建立了AMEsim和Simulink的联合仿真模型。最后,基于模糊PID设计了双缸闭环位置协同控制结构,完成了两路油缸的位置协同控制,保证了协同误差在精度范围内。联合仿真曲线对比结果表明,基于模糊PID的控制系统的协同精度远高于传统PID控制,有较好的控制性能。

基于混合建模的蒸汽管道参数计算

提出一种结合机理建模和数据驱动建模的混合模型用于蒸汽管道的参数计算。在机理模型的基础上,采用向量机算法建立数据驱动误差预测模型,对机理模型计算所造成的机理误差进行预测,并将该模型的误差预测结果用于修正机理模型计算结果。为验证混合建模计算的有效性,通过实例建立机理模型和基于向量机算法的蒸汽参数预测模型计算管道末端蒸汽参数,并与混合模型的计算结果进行比较。结果证明,混合模型具有更高的计算精度,可为供热管道的运行优化提供参考。

复杂煤层条件下采煤机自适应截割控制策略

采煤机是综采工作面的核心装备,复杂煤层条件下,其工况恶劣、环境复杂,采掘装备智能化程度不高,导致我国煤矿开采灾害多、煤机适应性不强、故障率高、效率低,提高煤机装备的可靠性与适应性是煤矿智能化发展的主要任务之一。采煤机工作机构与复杂煤层耦合作用机理及煤岩截割状态与动力传递系统的导控机制,是实现采煤机智能高效截割的关键。基于虚拟样机技术、模糊控制技术,结合数据自适应加权融合算法、深度强化学习算法,采用多领域建模与协同仿真及试验分析相结合的方法,构建机-电-液-控一体化的采煤机自适应截割系统模型,研究其自适应截割控制策略。利用AMEsim建立调高液压系统模型,并与EDEM-RecurDyn煤岩截割双向耦合模型集成;根据煤层实际赋存条件划分煤岩坚固性系数等级范围,以采煤机综合性能最优为目标,利用改进的MOGWO(Multi-Objective Grey Wolf Optimizer)算法对采煤机的牵引速度和滚筒转速进行分级优化。以采煤机截割部的时域振动信号作为煤岩截割状态识别的特征参数,运用数据自适应加权融合算法对其进行融合处理;以特征参数融合值为依据利用模糊控制实现煤岩截割状态的智能识别;利用Simulink搭建基于深度确定性策略梯度算法DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)的采煤机牵引速度-滚筒转速(v_(q)-n)协同调速和自适应调高控制系统模型,利用接口技术实现EDEM-RecurDyn-AMEsim-Simulink耦合,构建机-电-液-控一体化的采煤机自适应截割控制系统模型并进行仿真。研究结果表明:系统以煤岩截割仿真数据流为主线,能够实现对煤岩截割动态过程的感知分析、信号特征处理和自适应调节的决策控制。利用物理试验验证了基于EDEM-RecurDyn耦合仿真的可行性与结果可靠性;在保证煤机综合性能最优且动态可靠的前提下,当螺旋滚筒位于上位,且识别到煤岩体坚固性系数f>7时,首先按滚筒截顶工况界定,采用v_(q)-n协同调速及自适应调高控制策略,并可根据调高过程中采样时间(2 s)内滚筒截割阻力方向振动加速度波动的变化趋势,进一步判断其是处于截顶亦或截割坚硬煤岩层或硬结核(f>7且非顶底板),若识别结果为后者或煤岩体f≤7时,仅采用v_(q)-n协同调速策略;当识别到煤岩体坚固性系数f值减小的工况时,选用v_(q)-n同时调控策略可全面考虑采煤机各性能指标;当识别到煤岩体坚固性系数f值增大的工况时,为保证采煤机的动态可靠性,选用牵引速度优先于滚筒转速的顺序调控策略,其相比于同时调控策略能够使滚筒受载降低23.7%、载荷波动减小28.1%;仿真过程验证了系统能够按照预期的调控策略对采煤机牵引速度、滚筒转速及滚筒高度进行精准调控,最长仅经0.64 s即能感知到截割工况的变化,具有调节的实时性和响应的快速性,实现了复杂煤层条件下的采煤机自适应截割,并通过物理试验验证了所搭建的采煤机自适应截割控制系统及仿真结果的正确性,可有效提高采煤机对复杂煤层的适应性。

全液压矫直机电液伺服协同控制研究

以中厚板全液压矫直机为控制对象,重点研究了4个AGC液压缸在不同工况下的协同作业性能。建立了液压滚切剪电液伺服系统的数学模型;针对全液压矫直机四回路电液伺服协同控制系统的非线性、时变、易受负载扰动等特点,选择模糊神经网络控制算法,提出了基于模糊神经网络控制器与偏差耦合控制结构相结合的四回路电液伺服协同控制方案,完成了4个AGC控制回路之间的存在系统耦合误差动态补偿;现场实验表明,该控制算法稳定性能高,收敛速度快;使用该方案之后,控制系统具有很好的协同控制精度,能够较好地实现全液压矫直机4个AGC液压缸协同跟踪控制。

液压轮胎硫化机热结构耦合分析

建立轮胎液压硫化机实体模型,采用三维有限元数值分析方法对其进行瞬态温度场计算,并将分析获得的温度分布规律与试验值对比,从而验证了有限元热分析的合理性。在温度分析的基础上,将计算结果作为负荷条件并结合硫化机的最大工作负荷,进行硫化机的热结构耦合分析。结果表明,硫化温度对硫化机的结构产生较大影响;与一般结构分析对比,热结构耦合分析更能综合反映硫化机在复杂工作环境下的应力-应变和位置精度。

滚切剪电液伺服协同控制系统的设计

以中厚板液压滚切剪为研究对象,重点解决对两路电液伺服系统的相对位移协同的控制。阐述了液压滚切剪及其机械运动过程;介绍了控制系统HMI和S7-400(PLC)的选型,给出了图形化的液压滚切剪电液伺服协同控制系统;根据交叉耦合控制理论,采用基于模糊PID的双闭环控制结构实现两路电液伺服协同控制,将MATLAB环境下仿真得到的3个PID参数的查询表导入数据块;投产后上位HMI,执行AGC系统位移数据的采集、存储和计算等功能,并监控整个生产过程,该系统可提高生产效率和产品质量。

基于虚拟样机技术的雷达天线车机—液耦合仿真及其优化分析

应用虚拟样机软件ADAMS对雷达天线车的机械系统和液压系统进行耦合仿真研究,并以液压系统的参数为优化目标对雷达天线车系统进行优化设计,仿真结果表明,运用虚拟样机技术进行机液耦合仿真为产品的系统动态性能分析提供了有效手段。

水下整平机液压控制系统设计与实现

为了实现水下整平机的状态监测和作业控制,介绍了水下整平机液压系统的工作原理,在对控制系统的硬件结构、工作流程和控制策略分析的基础上设计了以PLC为核心的水下整平机液压控制系统。针对水下整平机双液压马达驱动不同步的问题,提出一种基于PID理论的偏差耦合式同步控制方案,并联机调试实现了整平机的运动控制和同步驱动控制。试验结果表明:系统具有更好的鲁棒性,能够适应水下复杂的作业环境,解决了传统人为操控作业精度低、耗时周期长的问题。

液压堆料机械的耦合创新设计方法研究

针对可调节液压堆料机械的机构创新设计,建立了液压堆料机械的直线推料条件,并建立了其动态分析的有限元模型,提出了基于TRIZ理论和可靠性分析的耦合设计方法,通过对某液压堆料机械机构的有限元分析和可靠性分析,表明其推料过程基本是近似直线推料,并基于此给出了可调节液压堆料机械的机构创新设计方案。为液压堆料机械机构创新设计提供了方法和依据。

冗余驱动盾构机推进系统机液耦合模型及载荷特性分析

针对某型盾构机推进系统分别建立了考虑冗余驱动的机械系统动力学模型和单组液压系统的简化液压模型,在此基础上建立了盾构机整个推进系统的机液耦合模型,给出基于外载-减压阀阀口开度关系的系统状态判定方法。在MATLAB/Simulink环境下进行数值建模与仿真,分析极端工况下各组推进缸的载荷特性。结果表明,该方法能够有效评价推进系统状态,并可为盾构机异质岩土掘进时驱动力分配的控制提供依据。

垃圾压缩机构机液耦合动态性能仿真分析

为了获得固定式垃圾压缩机构在各工作姿态机械及液压系统的工作情况,利用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了固定式垃圾压缩机构机械系统、液压系统模型,并利用Hydraulic模块参数关联技术,建立起固定式垃圾压缩机构液压与机械一体化的虚拟样机模型,在此基础上进行了机液系统联合仿真,得到了液压系统以及机构在工作过程中重要参数的变化情况。研究结果为设计方案的可行性及物理样机的试制提供了一定参考。

基于单神经元PID策略的液压折弯机同步控制研究

液压折弯机的同步控制直接影响其加工精度,提出一种新的基于单神经元PID的交叉耦合控制方式控制策略,利用AMESim与Simulink软件对折弯机液压系统进行联合仿真,并比较了在"主从方式"和"交叉耦合控制方式"下PID控制效果。仿真结果表明:神经元PID交叉耦合控制策略控制精度高、系统响应快,其控制性能要优于PID控制。

带复杂水力系统的水轮机多机微分代数模型

对于一管多机带调压井的复杂水力系统,由于水力耦合的影响较大、计算困难,使得计及水力耦合的机组控制设计和稳定性分析存在较大的困难。对调压井和隧洞的水头和流量暂态变化进行分析,发现水力暂态满足叠加原理。据此,将调压井和隧洞水头和流量的暂态变化表示为单一机组流量的函数,即表示为多机形式。进而,构建一管多机带调压井的多机形式的水轮机微分代数模型。该模型形式上可直接与经典的发电机多机微分方程模型联立,构成水电站局部多机系统模型,应用方便。结合一管多机带调压井的水力系统实例进行仿真研究,结果表明,所提出的模型有很高的计算精度,满足机组暂态分析和控制设计的需求。

基于ADAMS的二板式注塑机合模装置机械液压耦合仿真

注塑机是集机械、电子、液压多方面技术于一体的先进制造装备,是塑料制品最主要的生产设备,现代制造业中80%以上的塑料制品采用注射成型。以新型全液压内循环二板式注塑机合模装置为研究对象,利用ADAMS软件建立注塑机合模装置的实体模型,在ADAMS/Hydraulics环境下与液压系统回路进行动态性能的耦合仿真。通过分析不同参数下液压缸的压力、流量、速度及受力情况,得到液压缸的速度和位移变化曲线,并做出优化。

矿用离心式偶合器的应用

煤矿皮带机、刮板输送机一直使用液力联轴器,文章详细阐述了液力联轴器的工作原理及优缺点,在指明其缺点后,介绍了新式离心式偶合器的工作原理及优点,经过比较,离心式偶合器性能优于液力联轴器,经济效益好,发展前景好。

永磁涡流柔性传动耦合器在米东热电厂输煤皮带机上的应用

国内工业生产的输煤皮带机系统,其电机与负载之间多采用传统的液力耦合器连接方式。对比分析了永磁耦合器与液力耦合器的区别,并根据磁场有限元分析和力学原理分析了永磁传动原理和永磁耦合器代替液力耦合器的必要性。

工程车辆定变量节能液压系统动态性能研究

针对工程车辆能耗较高的问题,以装载机定变量节能系统为研究对象,基于Amesim和Adams建立了工作系统的机液耦合仿真模型;分析了定变量液压系统的动态特性,并得到了新系统的功率分配结果。通过定变量系统的能耗对比试验表明定变量液压系统大大降低了高压溢流和低压大流量能量损失;定变量系统比定量系统节油14.5%,具有较好的节能特性,为定变量系统的改进提供了参考。

混凝土湿喷机小臂变幅系统机液耦合建模分析

为深入研究混凝土湿喷机小臂变幅过程中机液耦合特性,需建立准确的机液联合仿真模型。首先,根据混凝土湿喷机臂架小臂变幅机构组成和液压传动原理,建立小臂俯仰过程的运动学和动力学模型,并基于NX和AMESim分别建立三维机械结构和液压系统仿真分析模型;然后,利用NX的运动分析模块Simcenter 3D建立机液耦合接口,搭建小臂变幅系统机液耦合仿真模型,仿真分析小臂上仰过程中的系统工作压力、流量和变幅角度等工作性能参数变化规律,并进一步计算基于Matlab的小臂变幅运动学、动力学仿真分析结果;最后,对比分析基于NX和AMESim的联合仿真结果、基于Matlab的数值模拟结果和小臂变幅试验测试结果。结果表明:1)传统数学建模方法不能反映小臂变幅时的系统动力学响应特性;2)机液联合仿真模型可以更准确地模拟湿喷机小臂变幅动作过程,且能全面观察变幅系统内部状态变量的工作特性;3)变幅油缸无杆腔压力试验结果与仿真结果吻合较好,验证了所建模型的准确性。

旋挖钻机主卷扬势能回收系统动态特性研究

由于旋挖钻机主卷扬结构具有较大的重力势能,因此为了减少发动机的燃油消耗量将采用二次元件泵和蓄能器引入到势能回收系统中,设计了一套主卷扬势能回收液压系统以及整套系统的逻辑门限能量控制策略并对其上升和下放作业过程的动力学性能进行了仿真研究,并评估了新系统的节油效果。仿真结果表明:平衡阀的节流孔径越小,出口压力波动越大;弹簧刚度对阀芯的动态性能影响较小,出口的压力发现三种弹簧刚度下均存在较大的波动。蓄能器能够起到回收势能和按需要释放的功能,势能回收效率超过了50%。相比于传统系统燃油经济性提高了35.4%,具有较好的节油能力。研究结果对旋挖钻机的节能减排具有非常重要的现实意义。

液压安全联轴器在轨梁厂万能生产线热锯机上的应用

分析了液压安全联轴器在轨梁厂万能生产线热锯机上的应用,阐述了液压安全联轴器的结构特点、工作原理、设计选型要求、技术特性及其优点。