针对传统电液控制系统节流损失大、能耗高、效率低的问题,采用液阻全桥网络搭建了具有负载口独立控制特性的新型电液控制系统,详细研究了该系统在典型四象限负载下的节能控制策略。液阻全桥网络电液系统由5个二位二通比例阀组成,根据其具有的负载口独立控制特性,将系统归纳为传统三位四通、负载口独立和负载敏感3种控制模式。传统三位四通下,两负载口开度控制模拟三位四通进出口耦合形式;负载口独立模式下,采用一腔控制流量另一腔阀口全开的控制策略;负载敏感模式下,控制泵出口压力比进油腔压力高一个定值,从而实现负载敏感功能。在超越负载下,3种模式都使用流量再生回路进行节能控制。AMESim+Matlab联合仿真结果表明,与传统的三位四通模式相比,三位四通流量再生、负载口独立、负载口独立流量再生、负载敏感模式分别节能43.38%、65....

针对传统液压支架换向阀存在流量控制不精准、压力冲击大等问题,提出一种高速开关阀先导式电液换向阀控制液压缸方案,搭建试验平台对方案中阀的特性进行了研究,对比了高速开关阀和常规电磁开关阀做先导级时电液换向阀的响应速度,由于高速开关阀滞后时间短,控制腔压力上升较快,故高速开关阀先导时电液换向阀响应速度快;提出脉宽调制(PWM)和脉频调制(PFM)的方法,控制电液换向阀主阀芯位移方法。结果表明,主阀芯稳态位移经历4个阶段且在一定占空比范围内可以呈现比例开启效果;在供液压力10 MPa下实现高速开关阀对主阀芯位移在全行程内的调节,复合PWM信号控制区间占空比为30%~65%,常规PWM信号控制区间占空比为35%~50%,复合PWM信号相较于常规PWM信号有着更宽的调节区间,更适合换向阀芯位移比例控制。研究结果可为液压支架控制阀的设计开发提供...

针对铁路隧道施工中衬砌的作业需求,采用多个基于CAN总线结构的数字液压伺服控制单元,设计了一种可以搭载不同作业工具的电液伺服机器人。其中数字伺服控制单元基于FreeRTOS实时操作系统,通过CAN总线与主控单元进行数据通信,采用改进型分段无超调PID控制方法,实现了液压马达位置的精确控制,保证了该液压伺服控制系统工作的可靠性和稳定性。通过负载试验验证,该系统具有位置控制精度高、速度响应快的特点。

为降低液压系统能耗和提高系统效率,分别采用比例方向控制阀和比例流量控制阀对液压系统执行装置进行位置控制,并通过建立数学模型对其进行了仿真试验分析。研究结果表明,液压执行装置在完成同样的运行动作情况下,采用比例流量阀控制的液压系统所消耗的能耗比采用比例方向控制阀低8.5%。该研究结果可为液压系统的节能设计提供参考。

介绍作动器的结构组成,并对作动器工作原理进行分析。对旋转主动阀的配流过程进行分析,得到主动阀旋转过程中通流面积的变化规律。依据磁致伸缩材料输出特性以及旋转主动阀配流特性设计调频调速、调相调速及调幅调速3种方案对作动器输出流量进行调节。对比分析3种方案优缺点,并选择调幅调速作为作动器调速方案。基于调幅调速结合调相换向设计作动器位置控制方案,搭建测试平台进行实验验证。结果表明,所设计方案能够使作动器实现位移跟踪,跟踪幅值3 mm、频率4 Hz,正弦位移相对误差为0.87%。

控制电液伺服系统对期望位置进行准确的追踪,有利于提高工作安全性和工作效率。对此,提出了采用模糊迭代控制策略的电液伺服系统位置控制方法。通过分析电液伺服系统位置控制模型,得出液压伺服阀的动力学方程,计算液压缸中不同腔室内的压差值,求得活塞的动力学模型,获取液压缸对负载施加压力的动力学模型。利用T-S模型,采用If-Then规则,在模糊集合的基础上求得控制量方程。以位置误差为依据,构造参数因子的迭代控制率,以完成模糊迭代控制策略的设计。采用所提模糊迭代控制策略和干扰观测控制策略对阶跃和三角形期望位置进行追踪测试。测试结果显示:在对阶跃和三角形期望位置进行追踪时,所提方法比干扰观测控制策略在x方向上的最大追踪超调值分别减小了35.06%和39.45%,在y方向上的最大追踪超调值分别减小了32.55%和11.68%。所提方法具备较...

针对阀控非对称液压缸系统在采用PID控制器进行位置闭环控制时,存在液压缸活塞位置超调和由伺服阀阀芯切换导致控制效果差的问题,设计了基于高斯过程的非线性模型预测控制器。采用高斯过程回归训练得到阀控非对称缸系统的离散数学模型,通过求解二次规划问题,控制器输出最优序列。仿真结果表明,该机器学习方法有效估计了位置增量中噪声的标准差,预测输出更接近真实值;在多约束条件下能有效提高系统响应时间,保证活塞位置无超调,位置控制精度满足0.1 mm。

为实现气动位置控制系统的准确定位,对气动位置控制系统参数进行了数学建模,并推导出该系统的传递函数。采用AIC准则对系统进行了阶次辨识,对于不同的阶次n,找到了使AIC(n)的n作为模型最小的阶次;基于增广最小二乘法扩充了参数向量和数据向量的维数,实现了对有色噪声的无偏估计。实验结果表明,采样时间设定为10 ms,数据长度设定为1000,新的输出估计值与系统实际的输出曲线具有较好的一致性。

为改进线性摩擦焊接系统中所设计的顶锻方向液压控制位置和压力转换控制过程,提高顶锻方向位置精度,对其液压控制位置和压力转换控制方式的原理进行研究,明确顶锻方向位置控制和压力控制的特点及其各自应采用的控制器的形式。进一步研究顶锻方向位置控制和压力转换控制策略,提出顶锻位置控制和压力协同控制方法,对控制特性进行试验验证。研究结果对提高主机的生产效率和性能具有理论和实际意义。

阀控非对称缸电液系统具有参数不确定性和强外部扰动,导致系统鲁棒性和跟踪性能变差,控制难度增加。考虑外部扰动建立系统动态模型,为了提高系统鲁棒性和跟踪精度,提出自适应滑模控制策略,用滑模边界层厚度函数代替符号函数以减小系统颤振,构建扰动观测器来调整切换增益,进一步提高系统稳定性。引入可变边界层厚度函数,抑制变化负载对系统性能的影响。在固定负载和变化负载条件下进行实验验证,结果证明了所提出控制策略的有效性。