非对称泵直驱液压挖掘机斗杆特性研究

与阀控系统相比,泵控闭式系统具有无节流损失、驱动与动势能回收一体化的优点,是电液控制技术的发展方向,但对于目前广泛应用的单出杆液压缸,采用传统的进出口流量对称型液压泵,需要附加复杂的流量补偿回路平衡液压缸的面积差,在负载方向改变时会产生压力和速度突变,影响系统运行品质。为解决这些问题,提出一种能够匹配单出杆液压缸面积差的非对称泵闭式系统方案,在对称型轴向柱塞泵的基础上,将原配流窗口由2个修改为3个,其中与原泵出油口连通的窗口不变,连通单出杆液压缸的无杆腔。将原吸油窗口修改为2个,其中1个窗口与单出杆液压缸的有杆腔连通;第3个配流窗口为补偿窗口,与蓄能器或液压油箱连通。建立系统试验台,测试验证该新型系统方案的有效性,进一步将新回路原理用于控制液压挖掘机的斗杆,并对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行联合研究。研究表明,与传统对称泵控系统相比较,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,同时也显著降低了系统能耗。

非对称缸电液伺服系统的静态特性分析

通过对对称阀控非对称缸和非对称阀控非对称缸电液伺服系统的压力特性、输出特性的对比分析,揭示了阀控非对称缸系统静态特性的基本特征,指出为研制高性能的非对称缸电液伺服系统采用非对称阀控非对称缸是最佳液压控制方案。进而探讨了系统的最佳负载匹配关系,给出系统设计准则,为正确设计阀控非对称缸伺服系统并进一步研究该类系统的控制方法,改善系统性能奠定了理论基础。

阀控非对称缸电液伺服系统的线性鲁棒观测器设计

为了更为有效地诊断电液伺服控制系统的故障,设计良好的状态观测器是至关重要的前提。针对阀控非对称缸电液伺服系统,提出一种线性鲁棒观测器的设计方法。在考虑建模误差、参数变化、外力干扰、过程噪声以及测量噪声等影响因素的前提下,将系统非线性模型进行线性化,并据此设计系统的线性鲁棒观测器。仿真结果表明:小负荷情况下,该文设计的线性观测器具有一定的鲁棒性。

水压缸活塞环密封运动阻力研究

针对控制棒水压驱动机构单缸步进动态过程,根据水压缸活塞环密封机构的特点,分析水压缸单缸步进过程中运动阻力的来源,建立运动过程的动态理论模型。利用控制棒水压驱动机构单缸性能实验的结果,推导出水压缸单缸步进过程中运动阻力的变化过程。通过对运动阻力参数和步进过程中缸内压力以及步升速度动态参数的分析,得到了水压缸单缸步进过程中运动阻力的计算模型。由该模型计算所得步进动态位移曲线与控制棒水压驱动机构单缸步进实验位移曲线吻合得很好。本研究结果为控制棒水压驱动机构单缸步进过程的动态模拟以及控制棒水压驱动机构在步进过程中各部件的应力分析奠定了理论基础。

阀控非对称缸电液伺服控制系统的故障仿真研究

研究了基于Matlab/Simulink软件的非对称缸电液伺服控制系统的故障仿真技术.考虑系统的固有非线性和伺服阀、非对称缸的动态非线性,建立了系统的非线性数学模型,仿真计算了系统正常状态下的位移、速度、压力、流量变化曲线.以液压缸的内泄漏故障为例,仿真计算了正常、轻度、中度、重度故障条件下的位移、速度变化曲线,比较确定了故障特征,预测了故障发展趋势.

基于模糊调节的Stewart平台积分滑模变结构控制器的设计

Stewart平台具有高度非线性、各个通道之间的负载交联耦合以及参数不确定性的特点。针对这些问题,提出了一种基于模糊调节的积分滑模变结构的控制方法,仿真表明,当系统中存在大范围参数变化和负载变化时,该方法表现出良好的跟踪性能,且对Stewart平台伺服系统通道间负载交联耦合也具有良好的抑制效果,同时,滑模控制产生的颤振现象得到了很好的抑制。该方法对Stewart平台类机构控制器的设计具有一定的借鉴意义。

平台的电液伺服阀控单出杆油缸系统分析

文中运用“液压技术与液压伺服系统”书中的分析方法,导出了典型而有特点的系统传递函数;用“动态平衡”办法确定了某些运动参数,从而较好地解决了该系统的稳定性分析,得出了一些非常有特点、而又为实践所验证的结论.

液压缸活塞杆加工表面质量控制

液压缸活塞杆属于细长轴类零件,难加工。文中通过分析活塞杆的基本特征,确定了活塞杆加工较为合理的加工工序:校直-粗车-精车-精磨-镀铬-抛光。按活塞杆的加工顺序,分别从装夹方式、刀具选择、切削液的使用等方面阐述了提高加工精度的具体措施;介绍了活塞杆表面粗糙度的测量方法和常用表征参数以及利用表面形貌监控加工质量的方法;针对电镀抛光工序后活塞杆常伴随有铬坑、麻点等镀层缺陷的现象,给出了利用图像学知识自动检测镀层缺陷的基本流程。

阀控不对称缸电液伺服系统的PI观测器设计

为了更为有效的诊断电液伺服系统的故障,针对复杂的非线性的与多参数的阀控不对称缸电液伺服系统,提出了具有较大自由度的PI观测器的设计方法。首先建立了阀控不对称缸电液伺服系统系统的线性化模型,运用线性矩阵不等式设计了PI观测器来估计系统输出,然后将估计结果和未知输入同时加入到控制率中,不仅使系统能够跟踪给定的参考模型,而且也能得到外界故障估计。最后通过MATLAB仿真将实际输出值与估计值进行比较,证明了所设计的PI观测器和控制方法的对故障诊断的有效性。

非对称泵控单出杆液压缸实验方法研究

非对称泵是一种可平衡单出杆液压缸有杆腔和无杆腔不对称流量的新型高效节能元件,对消除或减少液压系统能量损失具有显著效果,故需要在现有研究基础上从原理、功能及使用等方面不断完善改进,以便于投入到工程应用中。由于非对称泵结构的特殊性,进行泵控单出杆液压缸台架实验设计是非对称泵在液压回路中使用的基础性研究。实验回路中,非对称泵A油口接单出杆液压缸有杆腔、B油口接单出杆液压缸无杆腔、C油口接蓄能器、利用DSpace控制非对称泵斜盘倾角,达到变量控制液压缸。理论和实验表明,非对称泵可以有效匹配单出杆液压缸有杆腔和无杆腔不对称流量,实现非对称泵控单出杆液压缸的有效节能控制。

单出杆低摩擦气缸位置伺服控制系统的分析与研究

本文控制对象为单出杆低摩擦气缸,针对该气缸两腔作用面积非对称和活塞伸缩过程所受摩擦力不同,深入分析其特性,并根据其特点设计了PID算法。实验结果表明,该系统对于不同负载,在活塞的伸出和缩进过程都能够取得良好的控制效果。

单出杆液压缸位置伺服系统输出反馈控制

针对具有状态不可测的单出杆液压缸位置伺服系统,提出一种基于扩张状态观测器和鲁棒控制器的输出反馈控制算法。所构造的扩张状态观测器在观测系统状态的同时,对系统的匹配未知干扰进行估计,并在设计的控制器中进行主动干扰补偿,提高系统控制性能。理论分析表明,本文所提出的液压位置伺服系统输出反馈控制器能够保证闭环系统的所有信号有界,以及保证预定的瞬态和稳态跟踪性能,当系统不存在未知干扰时可使系统获得渐近跟踪性能。由仿真结果可见,系统跟踪误差最大约为0.03mm,相对跟踪误差约为0.02%,证明了所提算法的有效性。

基于大行程单出杆伺服缸的双阀控双腔液压伺服加载系统设计

大行程油缸动态加载性能要求较高时,如果采用单出杆结构,伺服阀换向时会产生压力跃变现象,影响系统性能。为了解决压力跃变问题,设计双阀控双腔加载系统,采用2个伺服阀单独控制油缸的前后两腔,前腔恒压控制,通过控制后腔压力来控制整个油缸的载荷。根据此思路设计液压加载原理并且搭建相应的设备来进行试验验证。试验结果和预期相同,达到设计目的,故认为双阀控双腔液压伺服加载系统的设计有效可行,满足试验要求。

阀控单出杆缸电液伺服系统二阶线性自抗扰控制

为提高阀控单出杆缸电液伺服系统性能,在构建阀控单出杆缸电液伺服系统动态机理模型基础上,提出了一种具有加速度前馈的二阶线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)方法,采用奇异摄动理论分析了闭环系统稳定性,并针对系统响应性能和抗干扰性能与传统PID控制进行仿真和实验对比。结果表明:具有加速度前馈的LADRC对系统中存在的多源不确定扰动具有较强鲁棒性,能有效提高系统动、静态性能,并实现对给定信号的快速、精确轨迹跟踪。

磁流变减振器对军用越野车平顺性及操稳性的影响

针对军用越野汽车在坏路面行驶中平顺性及操稳性提升的问题,首先建立了设计的一款单出杆双筒双线圈磁流变减振器的理论模型,经过理论仿真和台架试验研究了其示功特性和阻尼特性;设计了基于模糊算法的八板块控制算法,分别在B级路面、D级路面、波形路面上进行了平顺性试验,结果表明和被动减振器相比,驾驶员处振动强度下降达(14~20)%.在蛇形试验中,车身侧倾角、侧向加速度和横摆角速度下降幅值达(10~40)%.在制动试验中车身俯仰角下降幅值达(30~42)%.通过整车试验说明研制的单出杆双筒双线圈磁流变减振器以及控制策略对于提高军用越野汽车的平顺性和操稳性是可行的、有效的.

单活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

以设计的单活塞杆液压缸为研究对象,建立了液压缸的数学模型,分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载容积、活塞面积和液压介质的弹性模量等因素有关。研究了活塞杆伸出过程中,液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化,对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学建模和分析有重要的参考价值。

浅谈油缸活塞杆的质量控制

液压缸是液压系统中重要的执行部件,在工程机械中有着广泛的应用,而支持活塞做功的连接部件——活塞杆是液压缸的重要部件。结合一活塞杆电镀层受损实例,阐述了镀层质量的好坏直接影响到整个液压缸的寿命和可靠性,同时分析了电镀层失效的原因,为后续镀层的质量控制提供了依据。

关于单杆液压缸串联控制的探究

单杆液压缸串联控制回路中,由于无杆侧相较于有杆侧的有效截面积更大,导致连通腔体内的液压油不能在两缸之间等容积转换,从而串联缸在排除制造误差及泄漏等因素的影响下,仍不能实现理论上的同步。结合公开文献资料,该文主要介绍几种新的设计思路来实现单杆液压缸的串联位移同步控制。同时提出了一种M型中位的比例电磁换向阀串联的设计理念,实现串联单杆液压缸在任意位置同步或特定关系异步的精确控制。

非对称轴向柱塞泵的研究

提出了一种具有三个配流窗口的轴向柱塞泵,用来补偿单出杆液压缸两腔面积差引起的流量不平衡,同时减小了液压缸在换向时的压力冲击,使液压泵与液压缸的流量完全匹配,实现泵控单出杆液压缸系统。

PLC在水利节制闸同步控制中的应用

大中型节制闸闸门的启闭往往广泛运用双吊点液压启闭机,由于活塞杆的运动不能维持同步,在实际启闭过程中会造成卡死、脱落等安全事故。针对这一问题,设计一个以PLC为核心的闸门自动纠偏系统,将两侧液压缸的活塞杆行程数据反馈给PLC,PLC控制程序判断后发出纠偏指令,控制节流阀流量,达到自动纠偏的目的,从而保证节制闸闸门精确平稳的启闭。通过自动纠偏系统,可有效实现闸门的远程同步控制。