飞机液压系统流量负载模拟器的变速积分PI控制

为了抑制压力波动,对完整飞行剖面下的液压系统工作状态进行分析.针对飞机液压系统提出流量负载模拟器原理,设计新型变速积分PI控制器,建立系统数学模型,确定各参数取值,开展数值仿真和试验研究,指出该流量负载模拟器的优缺点.仿真和试验结果均表明,在完整飞行剖面下,液压系统的可用压力在20.4 MPa以上,液压系统稳定可靠.相比于增量式PI控制器,采用变速积分PI控制器的压力波动至少减小了40%.

基于弹性负载的地震模拟试验控制策略

传统地震模拟试验控制方法多将试件假定为刚性负载。针对该控制方法在实际应用中精度差的缺点,提出一种基于弹性负载的地震模拟控制策略,通过分析弹性试件力学模型,合理设置内环伺服控制参数,实现各种负载下系统传递特性的近似统一。在此基础上,优化外环振动控制辨识方法。振动台系统能在无预试验步骤情况下获得较高地震波形复现精度。试验表明:该控制策略无需预试验,在优化的伺服控制参数下,能在首帧地震模拟试验中获得85%以上的输入输出信号时域相关系数;经数帧试验,通过对系统驱动信号进行更新,地震模拟输入输出信号时域相关系数能稳定在90%以上。

基于倒频谱的轴向柱塞泵松靴故障特征提取

松靴故障会引起轴向柱塞泵的振动和噪声增大,甚至演变为脱靴导致泵与系统严重损坏。为检测松靴故障,需提取故障特征,但松靴故障特征尚不明确。为此,分析了松靴故障机理,搭建了柱塞泵机液耦合仿真模型,建立了松靴与壳体轴向振动信号间的映射关系。采用倒频谱分析方法,提取了正常与两种松靴程度下的信号特征。搭建了轴向柱塞泵单松靴故障试验台,通过实际跑合得到了两种松靴量的柱塞滑靴组件,在不同转速和压力工况下采集壳体轴向振动信号。基于倒频谱方法分析松靴的故障特征,并验证仿真结果。结果表明:倒频谱对松靴故障振动信号敏感,其中转轴基倒频率对应频谱中单松靴故障产生的冲击频率,是松靴的故障特征;倒频谱转轴基倒频率一次谐波处的幅值,随着松靴故障程度的增大而增大。

软固结磨粒群剪胀效应及材料去除特性分析

针对软固结磨粒群气压砂轮复杂曲面精密加工问题,提出了一种软固结磨粒群剪胀分析模型,并以微观视角为切入点研究气压砂轮软固结磨粒群的微观剪胀效应对被加工件材料去除特性的影响规律。基于磨粒群剪胀效应分析,建立了孔隙率与黏结磨粒系统阻尼系数的数学模型,结合孔隙比与平均应力的关系,推导了磨粒群作用接触面的应力方程,建立了发软固结磨粒群材料去除模型。通过PFC3D仿真和力传感器测力设备验证了剪胀效应对接触力的影响规律。光整加工试验结果表明,可根据剪胀效应的规律来提高黏结剂阻尼系数从而提高曲面模具材料的去除效果,相同加工时间内,阻尼系数提高约5.0×105,材料去除量累计提高近31.91%,曲面模具的粗糙度降低近32.34%,工件划痕明显减少。

泵控外骨骼机器人行走协同控制策略

人机协同控制是主动式外骨骼机器人实现助力行走的关键技术之一。根据站立相是人体行走的主要发力过程和泵控驱动单元自身具备的优良反驱特性,提出一种站立相主动助力、摆动相被动跟随的外骨骼机器人行走协同控制策略。建立泵控关节的运动学与动力学模型,获得外骨骼机器人关节运动轨迹与泵控驱动单元输出力之间的动力学关系,通过外骨骼机器人背部末端的人机交互力信息实现了站立相的柔顺助力控制。在摆动相过程中,人体的摆动腿具有发力小、速度快的特点,充分利用泵控驱动单元的反驱特性,实现了外骨骼机器人摆动相的被动跟随控制。开展了泵控外骨骼机器人试验测试,结果表明提出的协同控制策略有效可行。降低了人机交互控制的难度,减少了助力行走的能量消耗。