研究了在一通道发生故障时,10 kW级差速器式双余度机电伺服系统的模式切换和故障重构过程。通过仿真对比了主-主工作模式和主-备工作模式时系统的暂态特性和频率特性参数;分析了主-主切换模式和主-备切换模式的正弦切换过程;并通过试验实现了在零位时和最大位移时的正弦切换曲线。仿真对比发现,与主-备工作模式相比,主-主工作模式的暂态特性和频率特性的参数更优;试验结果与仿真结果趋势一致,与在最大位移处的切换过程相比,在零位时切换的切换时间和振荡过程更长。因此,对于只有摩擦和惯量的被动负载的10 kW级机电伺服系统,无论采用哪种切换模式,都能实现可靠切换。

提出了一种系统方法,用于双模式功率分流无级变速器的分析与设计。建立了基于机械点的功率分流无级变速器的速比、转矩比、功率分流比特性方程。通过对速比、转矩比、功率分流比设定限值,获得机械点可行域。给定功率分流无级变速器的结构简图,由机械点可行域得到基本速比可行域,采用2K-H(NGW)型简单行星齿轮组,获得可行结构方案。建立了模式切换条件,使输入分流与复合分流在低速比机械点进行同步切换,获得了3个结构简图。设定两个机械点为0.66和1.33,获得了双模式功率分流无级变速器的结构方案。通过模式切换,该结构方案能有效减小无级变速支路的功率、转速、转矩,当速比范围为0.4<τ<1.8时,系统效率高于90%。

容腔压力是管路系统的主要控制对象,用高速开关阀代替普遍使用的比例阀进行压力调控,可大幅降低系统成本。针对单腔双阀压力跟踪系统,提出了一种模式切换结合模糊PWM的气动容腔压力控制方法。该方法的目的是减小超调,降低调节时间,提高压力跟踪性能。首先由模糊控制器根据偏差给出占空比指令,然后通过引入PWM将开关量转换为连续量调节,进而通过快速切换开关阀的工作模式实现容腔内压力的精细化调节。仿真结果表明:阶跃响应的超调量小于0.6%,峰值时间0.15 s,调节时间0.16 s,同时能够很好的跟踪上0.5 Hz的谐波信号,与当前控制策略相比,超调量和调节时间均有明显的降低。

传统负载敏感系统在多执行器复合运动而执行器负载差别较大时系统效率低，为改善系统效率，研究新型负载口独立控制负载敏感系统模式切换控制器的设计方法.通过理论推导对比承受轻、重负载执行器支路在不同工作模式下的能耗特性，以减少系统能耗为准则得出不同支路的工作模式选择标准及模式切换的控制方法，并通过实验方式验证所提出的模式切换方法的有效性.模式切换控制实验中执行器速度控制平稳，背腔压力波动小而且维持在低压值，改善了系统的节能性能.研究结果表明，模式切换方法切实可行，负载口独立负载敏感系统在保证系统速度控制特性的前提下，能够进一步提高系统的节能性能.

为提高液压机械传动装置(HMT)模式切换过程稳定性,提出了一种HMT模式切换滚动协调控制方法。该方法通过对HMT模式切换原理分析和切换过程模型建立,制定了基于模型预测控制的模式切换机构转矩和液压调速系统排量比调节的滚动协调控制策略;以减小HMT输出转速误差和车辆冲击度为目标,设计了具有状态约束的滚动协调控制器。仿真和试验结果表明,与未采用滚动协调控制方法相比,该方法可减小模式切换过程输出转矩、转速波动,动载荷降低32.9%,冲击度减小37.31%,模式切换时间减少0.28 s,且排量比调节使得模式切换前后稳定输出转速基本保持一致,对模式切换过程有较好的控制效果,切换品质得到较大提高。研究结果对液压机械传动装置的实际工程应用具有一定的参考价值。

针对液压机械传动装置(HMT)模式切换时易出现动力中断、冲击度大且切换前后稳定输出转速不一致等问题,提出了一种排量预测及转矩协调控制的模式切换方法。该方法通过建立HMT模式切换数学模型,基于二次型最优控制理论,对切换过程离合器转矩进行了协调控制;根据模式切换前后液压调速系统流量平衡方程,建立了基于所处工况信息(输入转速、负载转矩)的排量预测模型,通过控制变量液压泵排量阶跃调节至预测值,实现了模式切换前后稳定输出转速的基本一致。仿真结果表明:与传统方法相比,该方法可使HMT模式切换过程最大输出转矩损失系数降低29.85%、切换时间减少17.82%、切换冲击度控制在合理范围内,同时,排量调节有效减小了切换前后稳定输出转速的误差,模式切换品质得到明显提高。

双向行驶汽车属于应市场需求而生,车辆双向均可驾驶、转向,对驾驶员更友好,更适应特殊场合的使用。但双向行驶车辆有几个设计难点:一是两驾驶室可靠切换;二是角度控制精确且能修正;三是单向各转向模式切换流畅;四是转向系统安全可靠。围绕如何解决这些难点,实现双向行驶车辆设计目标,介绍了一种糅合了机械转向和电控液压转向的转向系统设计方案,从机械转向系统设计、电控液压转向系统设计及控制策略等方面全面介绍了这套转向系统,解决了以上设计难点,并实现了全驱样车生产。样车经过下线调试及多工况路试,车辆的各项性能完全满足设计要求。

介绍电液伺服加载试验系统的的工作原理利用功率键合图建立系统的阀控非对称作动器及负载数学模型并采用AMESim软件对系统进行了仿真研究经试验验证比照证明所建立模型的正确性.针对加载系统位控-力控模式切换环节设计位控-力控并联控制器使用AMESim和MATLAB软件建立联合仿真模型仿真分析证明通过采用控制电流平滑切换模块可以有效抑制切换过程的冲击现象避免过试验情况的发生提高了加载系统的安全性.

多轴车辆在后桥增设电控液压转向系统，可实现整车的全轮转向，对整车性能有较大提升。但由此也引出几个问题：一是车辆变成全轮转向后，原车的前桥转向机构是否需要重新设计；二是当后桥车轮不需要转向或者当电控液压转向系统失效时，如何保证后桥车轮处于直行位置且一直保持在直行位置；三是全轮转向具有多种转向模式，模式之间如何平稳的进行切换。这些问题的合理解决决定着全轮转向系统的性能。以四轴车辆为研究对象，从机械、液压、电控三方面就提出的三个问题进行着重分析。

传统负载敏感系统在多执行器复合运动而执行器负载差别较大时系统效率低，为改善系统效率，研究新型负载口独立控制负载敏感系统模式切换控制器的设计方法．通过理论推导对比承受轻、重负载执行器支路在不同工作模式下的能耗特性，以减少系统能耗为准则得出不同支路的工作模式选择标准及模式切换的控制方法，并通过实验方式验证所提出的模式切换方法的有效性．模式切换控制实验中执行器速度控制平稳，背腔压力波动小而且维持在低压值，改善了系统的节能性能．研究结果表明，模式切换方法切实可行，负载口独立负载敏感系统在保证系统速度控制特性的前提下，能够进一步提高系统的节能性能．