多学科协同仿真液压挖掘机动力学研究

通过采集液压挖掘机作业轨迹等参数,基于Altair软件Activate和Motion模块,建立挖掘机机构-结构-液压-控制多学科协同仿真模型,以挖掘机作业轨迹为控制目标,对比分析动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸仿真和试验的受力情况,结果表明:仿真与试验的受力趋势相同,动臂油缸作用力平均偏差为5%、斗杆油缸作用力平均偏差为2%、铲斗油缸作用力平均偏差为2%。研究表明,基于多学科协同仿真的挖掘机模型,可以很好地模拟挖掘机作业时的油缸受力情况,该模型可减少试验次数、降低试验成本,同时为挖掘机结构优化设计提供载荷数据,具有一定的工程意义和价值。

单双泵控混合分布式挖掘机液压系统性能分析

针对泵控非对称缸中存在流量不平衡问题和挖掘机(动臂、斗杆及铲斗)各液压缸的多象限工况,提出一种单双泵控混合分布式挖掘机液压系统。基于挖掘作业时工作装置的各液压缸速度-负载特性,为二象限工况的动臂设计单泵控液压单元,四象限工况的斗杆及铲斗设计双泵并联式泵控液压单元。以微型挖掘机为对象,在MATLAB/Simulink中建立多体动力学模型和液压系统模型,设计PID位置控制器,在典型挖掘工况下进行仿真分析。结果表明:单泵式的效率与双泵并联式的基本相当,但后者在负载力突变时,几乎不产生速度波动;在典型挖掘工况下,所提出的单双泵控混合分布式挖掘机液压系统的总效率为62%。

基于数差控制模型的液压设备原位控制与检测

为准确检测原位故障行为并有针对性地实施故障控制,提出一种基于数差控制模型的液压设备原位控制与检测方法。计算设备元件剩余运行价值,并构建动态故障树模型,以便于实现对液压设备运行能力评估。分析液压设备原位受力情况,联合PID控制技术,实现对液压设备原位故障的控制。调节检测传感器部件,并联合耦合性检测条件,实现对液压设备原位故障行为的检测。实验结果表明,在数差模型的作用下压力表示数差不超过0.1×10^(-3)N,能够实现对原位故障行为的准确检测,为提出针对性故障控制策略提供保障。

远程控制小型履带式清雪车液压系统设计

文章设计某远程遥控小型履带式清雪车的液压系统,确定该系统主要设备的参数并进行设备选型,分析液压控制系统的构成及控制方式,最后使用AMESim软件模拟不同工况下的液压系统工作状态。模拟结果显示:在直行+清雪、转向+清雪、液压缸抬放3种工况下,液压系统性能符合设计要求;工况切换时,液压马达转速变化率均在1%以内,切换后迅速回稳,可满足传动系统的工作要求。

电控正流量挖掘机功率控制技术研究

针对某大型液压挖掘机,进行电控正流量挖掘机技术的研究。建立挖掘机液压系统的AMESim模型以及电控系统的Simulink控制策略模型,重点针对双变量泵的功率匹配控制提出改进全功率控制策略,建立能够模拟电控正流量液压挖掘机真实情况的复杂虚拟样机,并进行联合仿真分析,得到挖掘机系统执行元件的输出特性。结果表明:执行机构在外负载下的运动变化符合实际运动规律,同时通过与分功率控制和全功率控制对比,验证了所提出的改进全功率控制策略优越性,进一步验证了所建虚拟样机的合理性。

阀控液电复合驱动挖掘机回转系统设计及能效分析

液电复合驱动系统具有高能量回收率优势,进出口独立阀控可以实现良好抗负载效果,综合两者的优势设计了进出口独立阀控液电复合驱动挖掘机回转系统,给出了双闭环比例-积分-微分(PID)控制策略,并开展仿真测试分析。研究结果表明:与传统回转系统相比,在液电复合驱动回转系统中液压缸速度与位移过渡平稳、运行稳定,具有更高的速度和位移精度,同时也降低了震荡与超调。在2~8 s时间段内,回转在工作装置重力下完成内收,液压缸进出口控制阀形成了全开状态,利用蓄能器回收重力势能。与传统液压回转系统相比,在一个周期条件下,液电复合驱动挖掘机可以节能约20 kJ,具有明显的节能效果。该研究有助于提高挖掘机的使用效率,对后续的整车控制优化奠定了一定的理论基础。

基坑开挖引起下部地铁隧道变形控制研究

以南京上跨地铁隧道的基坑工程为背景,文章运用MIDAS GTS软件建立三维数值分析模型,对基坑施工进行全过程动态模拟,计算结果与工程监测数据基本吻合;通过理论分析和数值模拟计算得出了基坑开挖过程中影响运营隧道变形的关键因素,计算结果表明,基坑开挖不可避免地引起坑底土体发生变位,带动土体中的隧道产生位移;探讨了减少基坑开挖对紧邻地铁隧道影响的控制措施。

液压挖掘机分阶段功率匹配控制技术

为了降低液压挖掘机作业过程中的能量消耗,根据挖掘机作业循环阶段及作业对象的不同,合理设定发动机工作点,提出基于最大加速度的工作点切换控制策略,实现发动机工作点的快速切换。通过制定转矩反馈与转速反馈协同控制的策略,保证挖掘机相同工作阶段发动机工作点的稳定。搭建相应的试验台,验证了所提出的控制策略的可行性。挖掘机实际作业试验结果显示,采用上述控制策略,使发动机稳定工作在最佳工作点,在提升作业效率的同时有效降低了能耗。

神经网络在液压挖掘机工装轨迹控制中的应用

针对液压挖掘机工装轨迹自动控制这一热点课题,通过机、电、液控制系统的数学建模,将BP神经网络控制应用在该系统,并针对所建立的数学模型进行了计算机仿真。通过仿真结果,分析了系统的动态响应和稳态误差,并得出BP网络控制优于常规控制的结论,最后,将该方法应用于挖掘机的实际控制,得到了良好的控制效果,实现了挖掘机工装轨迹的智能控制。

液压挖掘机回转系统制动平稳性研究

研究挖掘机回转系统优化控制问题,由于液压挖掘机回转系统制动时易产生液压冲击和回转马达反转现象,严重影响了挖掘机的使用寿命、操作者的舒适性和安全感。为解决上述问题,提出一种回转马达出油口压力—转速复合控制方法,对回转马达制动腔压力进行分段控制。并利用AMESim和MATLAB/Simulink仿真平台对挖掘机回转系统进行联合仿真分析。结果表明,改进方法可以减小回转系统压力冲击,消除了马达反转现象,提供了改善挖掘机回转系统制动平稳性的有效途径。

小型液压挖掘机液压系统建模与仿真研究

采用AMEsim仿真软件建立一台小型液压挖掘机液压系统的数学模型;采用ADAMS仿真软件建立该小型液压挖掘机动力学模型;开发M atlab为平台的多路阀阀口过流面积计算程序;利用三者进行联合仿真分析,获得该小型液压挖掘机工作装置空载单动作下的压力、流量特性。

液压挖掘机节能用智能PID专家控制系统

从节能角度出发，在充分分析国内、外液压挖掘机节能控制方法及理论的基础上，综合考虑了转速控制和压力控制的优点，为液压挖掘机节能首次提出了基于这两种控制理论的新的控制方法──分工况智能ＰＩＤ专家控制系统，并基于此方法进行了计算机仿真和试验检验。

大流量液压系统的油温控制

针对某大型液压系统的油温恒定需求,分析系统发热的数学模型和油液温度变化的滞后特性,提出一套运用比例水阀连续调节板式换热器冷却水量的大型液压系统油温控制方法.在Matlab/Simulink仿真环境中,比较分析使用常规PID和参数自整定模糊PID算法的油温控制特性.仿真结果表明,模糊PID控制器具有不依赖系统模型、响应快、控制精度高的优点,且易于PLC实现.将模糊PID控制方案应用于实际系统中,实验结果表明,参数自整定模糊PID控制器能够克服油温的大时滞、非线性变化,使得油液温度有效控制在45±1℃;参数自整定模糊PID控制器的响应速度、控制精度均优于常规PID,适合应用于大流量液压系统的油温控制.

挖掘机正流量系统泵控信号的研究

文章针对挖掘机液控正流量控制系统泵排量调节控制存在的不精确性及无法实现系统油液实时准确供给问题,设计了一种新型正流量系统泵控信号生成系统;以液控正流量挖掘机(HPC)泵控系统为研究对象,在AMESim环境中建立原有梭阀组泵控系统及新型泵控信号生成系统模型,基于实验数据,通过AMESim仿真分析,得到新型泵控信号生成系统动态响应性能。结果表明,新型泵控信号生成系统能使泵排量的调节综合考虑所有动作先导信号,实现泵排量实时精确调节控制,具有动态响应快等优点。

基于状态规则的液压挖掘机虚拟驾驶员建模与仿真研究

为了生成挖掘机系统虚拟仿真平台驱动信号,开发一种基于状态规则的虚拟驾驶员模型。以中型液压挖掘机为平台对其作业过程进行测试分析,构建基于典型作业工况的挖掘机通用操作规则,结合操作经验及执行机构状态特征进行单作业循环任务点设置。建立工作装置线性时不变系统模型和回转机构线性参变模型,建立模型预测控制算法,进一步构建基于任务协调控制器和模型预测控制器的虚拟驾驶员模型,通过任务标识和对最优控制问题的迭代求解,实现执行机构的轨迹跟随。将开发的驾驶员模型与挖掘机系统模型集成进行仿真。研究结果表明:该模型可较好地反映挖掘机实际作业特征,可为挖掘机设计开发及自动化作业提供重要支撑。

电液比例控制技术在铜电解铣耳机上的应用研究

采用电液比例控制技术对铜电解阳极自动生产线铣耳机进行控制。分析了控制系统的工作原理,利用工程软件MATLAB对系统性能进行了模拟仿真,并利用PID控制技术提高了系统的稳定性。

梯级泵站输水系统优化运行及控制综述

综述国内外梯级泵站输水系统的研究现状,指出研究中存在的宏观优化运行与微观控制脱节等问题。对梯级泵站输水系统实际运行中面临的复杂性和动态性难题进行解析,将梯级泵站输水系统优化分解为优化运行和动态控制两个相互关联的部分,初步提出梯级泵站输水系统优化运行及控制理论体系。对该领域未来研究方向进行分析和展望:智能控制算法和先进的水力控制方法将逐步应用于梯级泵站优化运行及控制领域,开发优化运行及控制仿真系统是实现理论成果应用的关键,随着水资源调度工程运行实践的深入开展,该研究具有较强的理论和实践意义。

基于SIMULINK的挖掘机器人液压控制系统建模与仿真技术研究

在分析挖掘机器人液压控制系统的基础上,提出了基于模块化建模方法,利用MATLAB软件的动态系统分析软件包SIMULINK,建立挖掘机器人各个液压元件的动态数学模型,以及各种动力系统节能控制模型,实现了图形用户界面下易于参数修改的元件及子系统模块化模型,并对该液压控制系统模型进行了仿真研究。

一种高可扩展存储网络系统TH-MSNS的研究与实现

网络存储系统对海量信息的存储与处理、数据的可伸缩性访问与可用以及数据的服务质量与存储安全等都具有重要意义.该文基于FCP设计并实现了一种可扩展存储区域网络系统TH MSNS,该系统可通过双HBA卡增加带宽和可用性,通过双 I/O节点机增加可靠性和可用性,通过多 I/O节点扩展容量至 260TB等.该文介绍了TH MSNS的体系结构、SCSI目标模拟器、嵌入式操作系统EOS和存储管理的设计技术与实现方法.该系统 SCSI目标模拟器采用分层设计并提供规范接口,可扩充不同的SCSI设备以及不同的网络连接协议;设计的核心软件在嵌入式操作系统的核心态通过内核模块实现,提高了效率;存储管理软件采用分布式结构,独立于操作系统,实现了对象管理、设备自动发现、访问控制、日志等管理功能.与同类系统相比,该系统具有效率高、扩展方便、易维护和兼容性好的特点.

多功能液压挖掘机泵控系统动态特性仿真研究

多功能液压挖掘机更换不同执行器时,所需压力、流量及功率有所不同,要求泵输出参数与此相适应。本文用功率键合图对多功能液压挖掘机的泵控系统建立了数学模型,进行了动态特性仿真研究,实现了不同作业工况下泵与负载的功率匹配,达到了节能目的,在工程实践中具有比较重要的理论意义和现实意义。