针对传统液压伞钻的钻孔定位中,人为因素对定位精度影响大、调整时间长、自动化程度低、工作效率不高的问题,以YSJZ4.8全液压四臂伞钻为研究对象,采用PID算法,对液压伞钻的液压系统进行了优化。对液压缸采用了闭环控制,基于遗传算法对PID参数进行了优化,并通过阶跃信号对参数优化后系统进行了仿真分析;建立了虚拟样机动力学仿真模型,获得了位姿改变过程中活塞杆位移与液压缸负载的变化情况,对优化系统施加了变负载,分析、比较了活塞杆真实位移与理论值之间的差异。研究结果表明经优化设计后的液压系统具有较高的稳定性及快速响应性,对变负载具有较高的位置控制精度,可满足伞钻的实际工作要求。

为有效解决潜孔钻机推进油缸在行程末端出现的缓冲性能差的问题,以国产某型潜孔钻机推进油缸为研究对象,根据实际工况需求,设计了一种缸内缓冲装置,分析其缓冲原理,建立缓冲过程的数学模型,并采用计算机仿真技术研究了缓冲过程中缓冲腔压力与活塞杆速度变化,最后搭建缓冲装置的实验方案进行实验研究。研究结果表明,缸内缓冲装置可以具有良好的缓冲性能,可以有效降低潜孔钻机推进油缸的高速冲击。

在AEMSim仿真环境下,运用该软件内置的液压库、机械库以及相关模型库,构建液压缸的位置控制系统模型,通过调节仿真模型中各个部件的参数对液压缸活塞杆的位移进行仿真分析,绘制液压缸活塞杆的实际输出位移与期望位移和两者之差的仿真结果。结果表明:当增益4为250时,输出的位移与预期设置的位移之间的稳态误差是符合要求的,但动态跟踪误差超过了预期设定的范围,即超过了0.015 m;当增益4调整为500时,虽然动态跟踪误差满足要求,但稳态误差超标,超过了0.0005 m。所以增益值不是越大越好,而应该根据要得到的精度和具体要求进行实时调整,进而通过获得最佳的增益值来获得最佳的输出。研究结果为液压系统设计、后续评估及测试提供了参考。