消防水炮是消防作战中主要灭火装备之一。设计了一种移动式消防水炮,采用阀控缸水力自动换向控制装置,利用自身水压力驱动水液压缸带动水炮炮头摆动,并采用机械反馈装置使炮头自动换向。采用Fluent流场仿真软件对水炮流道结构进行仿真分析。结果表明,所设计消防水炮水力学性能较好,结构设计比较合理。利用AMESim液压机械仿真软件对该水力自摆控制系统进行建模仿真分析。仿真结果表明,该水力自摆系统能够在水压力驱动下以一定的频率进行自动换向,并且在水压力升高的情况下,其摆动频率也会上升。实验验证该水炮能满足灭火覆盖范围和射程的要求,炮头自动换向频率也能满足设计要求。所设计的带阀控缸自摆装置的移动式消防水炮特别适用于无人操作、消防人员难以进入的消防场合。

为解决电液比例阀控缸系统存在的系统死区非线性因素、液压缸泄漏的问题,搭建了基于AMESim和Simulink联合仿真的电液比例阀控缸系统模型,对是否考虑泄漏的阀控缸系统影响其动态特性的主要因素进行联合仿真分析;针对阀控缸系统存在的问题设计了模糊PID控制器,得到液压缸活塞位移与泄漏量之间的关系以及对系统性能的影响规律,与传统PID控制器进行仿真实验对比。结果表明:模糊PID控制器在解决系统非线性影响因素、液压缸泄漏等问题中具有良好的效果

通过在阀控液压缸系统中加校正环节来提高系统刚度，减小了比例方向阀动态特性对系统性能的影响，使系统流量的输出与输入电流成线性关系，消除负载对系统输出流量的影响。经过流量补偿后的阀控液压缸系统可以根据补偿的需要输入相应的电流就可以进行较好的跟踪运动，保证了系统的补偿效果。