提出了一种新型的水轮机微机控制系统，它采用双微机控制，以电液比例阀作为先导阀，摒弃了常规的电液伺服阀，具有可靠性高、控制性能优、抗污染能力强等优点。文中介绍了该系统的设计要点以及试验结果。

讨论了一类电液位置控制系统，它由一个可连续调节流量的小流 量阀和一个开关型的大流量阀并联组成。对其稳定性条件、位置控制性能等进行了分析，并 以比例阀和开关阀并联系统为例，说明此类系统成本低廉，避免运用昂贵的大流量电液伺服 阀，特别适用于那些需要快速定位，定位精度高，并且工作时仅在小范围内需要调整的电液位置控制系统。

对径向柱塞变量泵的变量执行机构工作原理作了简要分析,认为泵的排量控制(位置控制)即为实现泵的多功能控制的基础。基于此原理,设计了实现径向柱塞变量泵恒流,恒压,恒功率的多功能控制的总体方案。

气动执行机构具有加速度快、成本低、功率重量比高和在恒定负载下不会过热等优点,但同时其非线性特征突出,造成难以实现高精度位置控制。对此,在非线性PID(Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,N-PID)控制的基础上,提出了一种自调节非线性PID(Self-regulation Nonlinear Proportion-Integral-Derivative,SN-PID)的控制策略,通过粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法确定速度变化参数δ和β,不断地更新速动率α,利用Popov稳定判据确定非线性增益k(e)的最大值,从而调整非线性方程的输出,提高气动系统的阶跃响应。实验结果表明:SN-PID能够对负载的变化做出及时的响应,瞬态响应速度较N-PID提高2. 2倍,系统稳态误差可达0. 01 mm,SN-PID控制器下的气缸,可以快速准确地到达指定位置,而且没有明显冲击。

为了适应电液伺服系统的非线性特征,提高它对期望位置跟踪的准确性,提出基于分数阶控制器的电液伺服系统位置控制方法。在对电液伺服系统进行建模的基础上,分析其工作过程,并得出伺服阀内流量的连续方程以及活塞的运动方程,建立了电液伺服系统中伺服阀的一阶模型。通过分析PID控制器,构建了鲁棒性能较好的分数阶控制器,加入了调节参数,以更好地调节控制系统的动态特性。采用遗传算法对分数阶控制器的相关参数进行调整,使其能够更好地适应电液伺服系统的非线性特征,从而控制电液伺服系统准确地对期望位置进行跟踪。实验中利用设计的分数阶控制器对阶跃以及正弦期望位置轨迹进行跟踪,以测试其控制性能。从测试结果可见:相对于粒子群控制器,采用分数阶控制器跟踪阶跃和正弦期望位置轨迹时,产生的最大超调率分别减少了7.56%和8.75%,说...

针对基于普通换向阀的位置控制系统,由于控制时滞,普遍存在控制精度不高,系统抖振的问题,提出了一种开关线迭代学习的改进型Bang-Bang控制方案。开关特性和相平面理论分析表明,换向阀的控制输出时滞是影响控制精度和引起系统抖振的主要原因。推导了液压系统的油缸速度、阀芯位移、负载压力的数学方程式。新开发了一种基于开关线迭代学习的改进型Bang-Bang控制算法,并通过仿真和生产验证了控制算法的正确性和可靠性。实际生产过程中,辊缝控制精度小于等于0.1 mm的命中率为89.3%,全部控制精度小于0.2 mm。整个系统控制稳定,控制精度较高,满足生产工艺要求。

滚珠丝杠具有高精度、阻力小、效率高等优点,是工业上常见的变回转运动为直线运动的执行机构。为使其充分结合液压系统功重比大的特点,提出了一种新型的液压-机械执行器系统,该系统在电动缸的基础上,采用液压马达替代电动机驱动滚珠丝杠,并推导出其数学模型。在多学科仿真软件SimulationX中建立了该系统的物理模型,对系统的闭环位置控制特性进行了仿真研究。结果表明:闭式泵控新型液压-机械执行器系统可以实现快速、准确、稳定的位置控制;当正

单出杆液压缸作为工程机械中最常见的液压执行器,由于其两腔面积的不对称性,造成了流量不匹配等问题;电动缸通过伺服电机驱动滚珠丝杠,解决了单出杆液压缸面积不对称的缺点,但受电机功率密度低的影响,难以满足重载工况下输出低速大扭矩的要求。针对上述问题,提出采用液压马达代替电动机驱动滚珠丝杠的方案,并通过开式泵阀分段控制方式对新系统进行闭环控制。结果表明:新系统可以实现快速、准确的位置控制;推杆在进给和回程阶段,压力、流量

介绍了一种机械反馈式比例阀的工作原理，通过对以该阀为控制元件的液压位置控制系统进行建模和仿真，分析了在改变阀的可调参数时，液压位置控制系统的性能变化状况，结果表明机械反馈式比例阀在液压位置控制系统中具有较好的控制性能。

在比较各种方案的基础上，提出电液比例综合实验装置的设计方案，将3个方面的性能测试方案较好地整合到一起，选择流量作为稳态性能的测量信号，将液压缸的位移作为动态性能和位置控制性能的测量信号，实现电液比例方向阀的稳、动态性能和位置控制的测试。该试验装置操作方便，测试精度较高。