针对传统的机械式激振实现振动掘削的结构复杂、功能单一的缺点,根据双阀芯的工作原理设计了一个基于双阀芯的挖掘机振动掘削系统,该系统能通过控制液压系统实现振动掘削的精确控制并能方便地调节振动参数。为了在设计阶段实现系统的优化,分析不同振动加载方式对系统控制性能的影响,以双阀芯系统的数学模型为基础建立了双阀芯振动掘削系统的AMESim仿真模型,运用计算流量反馈的流量控制方法和PID算法实现了阀芯的流量控制,并对矩形波、正弦波和三角波三种流量输入波形的控制精确性进行了仿真分析,得出了三角波和正弦波要比矩形波输入控制更精确的结论,对振动参数优化试验有一定的指导意义。

针对高速开关阀响应不够高、流量输出小的问题,利用新型压电晶体—弛豫型铁电(PMNT)的逆压电效应原理,将PMNT制作成大流量高速开关阀的驱动器,以此提高开关阀的响应速度。分析了PMNT驱动器的结构和工作原理,采用AMESim对PMNT驱动器进行建模并研究了PMNT的逆压电效应,同时采用类似并联阀的双阀芯结构增大出口流量,运用AMESim平台对其整个液压系统进行研究,比较了不同占空比下PWM脉冲信号及压力源对高速开关阀出口流量和压力变化的影响。该新型高速开关阀能够满足高速、大流量要求。

管片拼装机是盾构机的重要组成部分,一般采用液压驱动,其动态特性及控制性能直接决定盾构机的施工效率和安全。负载口独立控制是液压领域中一种新型控制技术,其基本原理在于液压控制回路中的进油口和出油口相互独立调节,增加控制自由度,提高系统的控制性能。分析了负载口独立控制双阀芯比例多路阀的结构及工作原理,总结了负载口独立控制系统的工作模式、特点与优势,试验验证了流量压力复合控制功能。测试了负载口独立控制在盾构机管片拼装机中的定位及微动控制性能,试验表明负载口独立控制液压系统满足管片拼装机的平稳和高精度控制施工要求。

以某系列双阀芯电液比例多路阀为研究对象,采用CFD流场仿真技术和PIV可视化测速技术对不同阀口开度和流量下的主阀沿进口流道、节流口、阀腔的流场进行了流体仿真和试验可视化研究。应用Fluent软件仿真研究了主阀进口节流流场分布并得出阀口压降特性;采用PIV试验研究的手段对流场分析结果加以验证,应用2D-PIV技术获得主阀腔内部一个截面上的流场分布,并通过相似理论计算得出阀口压降特性。CFD流场仿真和PIV试验结果表明该双阀芯电液比例多路阀主阀出油环形腔内会形成较大旋涡,且阀口开度和流量对主阀进口节流内部流场结构和阀口压降特性有重要的影响。研究结果对定性分析双阀芯电液比例多路阀主阀内能量损失和噪声、主阀的结构和流道的设计以及优化具有重要实际意义,为CFD技术和PIV技术在双阀芯多路阀领域的应用研究提供了参考。

双阀芯控制技术集成电子、控制、传感器等技术，相对传统单阀芯控制技术有很多突出的优点，近年来开始受到很多研究机构和液压件生产厂家的关注。该文针对双阀芯控制技术在军用工程机械上的应用，综述了其基本原理和发展过程，对比双阀芯控制技术与传统单阀芯技术的优缺点，分析了双阀芯控制技术在军用工程机械上的应用前景，为液压系统研发提供了一种新思路。

应用大型系统仿真软件AMEsim10．0与Adams2005建立了挖掘机液压系统与负载动力学模型。通过动力学负载模型分析了挖掘机动臂、斗杆、铲斗的负载特性；通过双阀芯模型不同参数下的阀口流量响应特性，得出了先导阀阻尼系数及PID控制参数的较优组合；通过联合仿真模型得出了负载敏感系统与新型双阀芯系统的典型工作循环过程的能量消耗变化曲线，研究结果表明：阀口独立控制可以更好地适用于负载方向不断变化的系统，可以对回油压力进行独立控制，减少回油功率损失，相比于传统负载敏感系统，能耗减少15％左右。

以SY235型液压挖掘机的双阀芯多路阀原型为研究对象，建立了挖掘机主泵、单阀芯多路阀、双阀芯多路阀和执行机构等液压模块及整机运动学的联合仿真模型，并以单阀芯SY235C-8M和双阀芯样机SY235C-8S为平台搭建了两个整机实验系统，验证了模型的正确性，并进行了比较分析。结果表明：与单阀芯相比，双阀芯多路阀控制的油缸压力小，功率消耗小；双阀芯系统中的油缸压力在先到达峰值的情况下比单阀芯系统先达到稳态；在位移响应上也是双阀芯系统稍快。

针对传统的液压挖掘机控制方案的缺点,提出了液压挖掘机工作装置在不同工况下采用基于流量控制与压力控制的组合控制方案,从而实现了进出阀流量不受负载变化的影响,并降低了系统背压.进一步通过联合仿真证明了该组合控制方案的可行性.基于被控对象的特点设计了PID控制器,改善了系统的动态响应特性.最后通过实验表明该方案可以有效降低系统能耗.

在介绍了国外一种基于双阀芯控制的新型电液比例阀的结构和工作原理的基础上，建立了该阀的数学模型，并指出了该阀在先导阀-主阀环节的传递函数与经典阀控对称液压缸的传递函数的不同。应用Matlab／Simulink设计了Fuzzy—PID双模模糊控制器，并对系统进行了仿真研究。仿真结果表明采用Fuzzy—PID双模模糊控制策略控制主阀芯是行之有效的。

介绍了双阀芯控制技术及其控制原理，阐述了双阀芯控制液压缸的流量、压力控制方法，并使用AMESim软件对双阀芯控制液压缸进行运动仿真。仿真结果表明利用计算流量反馈的流量控制方法能够对双阀芯系统进行准确的控制。